高压电机软启动发展现状研究

摘要:旨在讨论高压电机软启动目前常用的软启动方法,并进行了分析,总结出了目前使用情况及发展的现状。

关键词:高压电机 软启动 工作原理

近年,随着我国经济的快速发展,许多行业生产的规模越来越大,高压异步电动机的使用数目也越来越多,单机容量也越来越大。高压电机的可靠起动的问题成为用户的难题,也会对电网造成较强的干扰,特别是工业领域的重载起动,有时可能会对设备与电网运行的安全构成严重的威胁,因此三相异步电动机的软起动越来越得到重视,以下探讨高压电动机软启动常用的方法。

1、高压固态软启动

1.1 中高压固态软启动装置的控制电源

一般未在签定技术协议时,供货方将会明确控制电源是交流还是直流,以及控制电源是否需用双电源做明确的提示,因此很多达到现场的设备均为单电源380V的交流操作。380V的交流电源一般是在低压配电柜取向。当变压器、变压器的高压馈电柜、低压配电柜出现问题时,中高压固态软启动装置的控制回路会发生失电,无法进行触发控制,中高压固态软启动装置也就不能工作。若控制电源为直流220V电源,就可大大减小中高压固态软启动装置的控制回路失电的情况。

1.2 中高压固态软启动装置的控制方式

中高压固态软启动装置的一拖二控制方式,易造成两台电机不能进行同时启动,两者启动时间的间隔为15分钟,这样就将会迫使中高压固态软启动装置必须增加一个选择开关,一档是1#电机,另一档是2#电机。若在签定技术协议时,采购方对选择开关的安装位置没有明确,那么一般情况下供货方会将此开关安装在启动柜面板上,也将会造成实际操作过程烦琐,操作人员必须首先要到安装中高压固态软启动装置的房间将选择开关打到想启动的电机档位,再到现场启动该电机,在相隔15分钟后,要启动另一台电机,又必须到软起室把开关打到另一档位,才可以到现场启动另一台电机。一般情况下,由于软起室是关闭的,所以建议选择开关应安装在现场,以方便操作。

2、液阻软启动

液阻是一种由电解液所形成的电阻,其导电的本质是离子导电。其阻值与两块电极板的距离成正比,电解液的电导率与反比,极板距离与电导率都是便于控制是,且液阻的热容量大。液阻的这两大特点,恰恰也是软启动所需要的,加上低成本的优势,使得液阻软启动得到了广泛的应用。但是液阻软启动的缺点也是十分明显的:(1)由于液阻的限流,液阻箱的容积大,并且在一次软启动后电解液通常会有10～30℃的温升,使得软启动的重复性差;(2)移动极板需要伺服机构,移动的速度较慢,难以实现启动方式的多样化与控制的精确性;(3)液阻软启动装置液箱中的液态,需要定期进行补充。电极板长期浸泡在电解液中,表面会发生一定的锈蚀,需要定期进行处理。

液阻软启动装置可以串在绕线式电动机的转子回路中,以实现重载软启动,在软启动过程中,不会产生高次谐波,并且售价低廉,这是其突出优点。

3、晶闸管软启动

此启动方式首先在国外中高压供电领域中获得应用,近年来,在国内的使用率也在增长。其采用可控硅串联技术,通过光纤进行传输控制信号,控制晶闸管的导通与关断,从而实现控制电机的启动过程。

其优点:晶闸管具有调节快速性好,闭环控制,菜单化的控制方式等优点,此外,还具有结构紧凑,体积小,维护量小,菜单丰富,功能齐全,启动重复性好,保护周全等特点。

其缺点:首先,由于在国际上晶闸管的电压耐受能力都没有得到解决,因此在3KV以上电压系统,它的每个高压桥臂上都会有3～4个晶闸管进行串联,同步触发是其关键技术,解决不好就会导致控制失败;另外,晶闸管的耐压均匀性的问题,即:它对每个晶闸管的一致性有较高的要求,若个别晶闸管参数发生变化或者性能较差,将会导致整个设备的连锁烧损;三是高压产品的价格偏高,所以在国内中的高压系统还没有普及。

4、磁控式软启动

该软启动器保护功能齐全,具备起始电压、电压上升斜率、自动旁路时间可调等多种功能。由于采用铁磁执行元件进行调压,因此选材较方便,控制电路简单。因为磁控式软启动器的执行元件为磁放大器,在380V/220V的电压条件下,控制电动机的功率可达到570KW,其他电子式启动器是无法做到的。该软启动器的体积小,重量轻,且过载能力强,工作的可靠性高。由于启动电流控制在1.8～2.5Ie以内,与其他控制方式相比启动时的功率因数较好,启动电流的冲击时间控制在电压平台的时间内,在较短的时间就可达到额定电流,因此选择有电容补偿装置的QCK型软启动器节能效果较好。

5、可控变压电抗器式软启动

理论上磁控软启动与可控变压电抗器式软启动均是用来调节电机主回路串联的电抗器的电抗值,但是调节的效果却不同,相比之下,变压电抗器式软启动具有以下特点:(1)电压、电流均能从零开始连续可调,对电动机不存在操作过电压的伤害,没有转矩冲击,对电网也无冲击;转速慢慢的上升,有利于,能延长电动机、机械设备的使用寿命;高压开关合闸时电流或电压为零,能显著提高开关的寿命。(2)控制灵活,重复精度高。(3)在启动的过程中,能够在额定电流内给电动机充分的加速,所以能最大限度的降低启动电流的最大值。

实际使用后所观察到的效果:(1)电流、电压从零起调,可以保证启动电流值为最小,能够尽可能的小启动过程对电网的冲击;(2)每次启动的流、电压完全一致,不受环境的响 (3)控制准确,重复精度高,无启动失败的现象;(4)电抗器的温升很小,在软启动控制箱内无大功率的器件,整个装置的能耗很小。此外,启动电流的控制精度很高,所以该装置可做到免维护,软启动控制室可做到免值守。

6、结语

本文针对高压电动机目前使用的软启动方式进行了探讨,并对其在实际应用中的一些问题进行了一定的分析,供相关人员参考。

参考文献

[1]刘萍,黄勇.高压电机固态软启动应用研究[J].硅谷,2008,(07):26-27.