变频调速器与软启动器在消防水泵上应用比较

摘 要：通过对变频调速器方式和软启动器方式在消防工程中应用比较，阐明了两者在应用上的特点，综合分析后提出了消防水泵的应用上软启动器比变频调速器更具有合理性，且具有十分广阔的应用前景。

关键词：变频调速器 软启动器 消防水泵 应用 比较

中图分类号：TM921 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（a）-0042-01

消防工程是建筑工程中必不可少的重要组成部分，即所有的建筑工程都包括有消防工程，而消防工程中消防栓和自动喷淋系统又是不可缺少的部分。

在消防栓和自动喷淋系统中，主要的电力设备是用来拖动加压水泵的鼠笼型异步电动机。由于较大型电机的启动基本采用传统的启动方式，具体的启动方式有：（1）自耦变压器启动；（2）Y-方式启动；（3）直接启动。但传统的几种启动方式都存在一系列问题：由于是有级降压启动，启动时产生较大的电流，可引起电源电压的迅速下降，从而对供电电网产生冲击，干扰了其他用电设备的正常运转。同时，这一电流在电机轴上突然会产生很大的扭矩，易损坏消防水泵或致使开关跳闸，影响火灾的扑救。故此，传统的降压启动方式虽然可以解决了直接启动和停止电流变化过大问题，但由于是有级降压启动，启动时和停止时电流变化仍然很大，对电网的冲击和损坏设备的可能性仍然严重。为了改善消防水泵电机启动和停止过程中电气特性曲线，目前，消防工程上应用变频调速器启动和软启动器启动的方式，从一定程度上弥补了各传统启动的缺陷。

1 变频调速器启动方式和软启动器启动方式的比较

为了克服传统的消防水泵电机启动方式的缺陷，目前很多消防工程的消火栓和喷淋系统电机采用了变频调速和软启动两种方式，经过较长时间使用表明，两种启动方式各有其特点。

1.1 变频调速器的工作原理及其特点

变频器的工作过程是：改变电源启动时的初始频率，可改变消防水泵启动电流及转速，在启动过程中通过自动改变电源频率由小变大使水泵电机运转速度缓慢上升。这时电流下降，电源的频率也逐步升高，待电源频率到50 Hz时，变频器停止自动调节，电机转速稳定，这样完成了一次无级调速的启动过程。当水泵要停止工作时，由变频器自动输出电源频率自上而下调节，当下降到一定频率时，使水泵电机断电停止运转，其基本原理如图1所示。

其工作原理是：利用整流器中的6只可控硅把三相交流电源整流成直流，电经过中间直流环节后逆变成工频以下频率，如果改变逆变频率，则电机的转速就得到调节。

其特点为。

（1）主电路装有6只可控硅元件，逆变部分采用快速开关电子元件，具有可调平滑无级加速特性；（2）接线简单方便，容易控制水泵电机的启动和停止；（3）代替传统的启动方式，克服了有级启动的缺点；（4）可以检测电动机安全运行自动保护（如电源缺相、短路、过载、电机失速等）灵敏可靠；（5）当一台水泵出现故障时，能自动切换到另一台水泵工作；（6）利用变频器的电气产品的功能，平时给消防水泵定时，又在约20～25Hz中运行，这就是所谓“巡检”。

1.2 软启动器的工作原理及其特点

软启动器的工作过程是：在水泵初始启动时，改变消防水泵的初始电压，从而改变消防水泵的启动电流和转速，启动过程中利用软启动器的调压作用使水泵电机电压逐渐升高，转速上升，电流下降到额定转速时，通过并联在软启动器上的接触器，将软启动器短路来完成启动过程，水泵停止时也能做到软停止。其基本原理如图2所示。

其工作原理是：利用6只可控硅，每相2只反并联，组成三相自动调压电路，启动时电压较低，通过软启动器使工作电压不断上升，转速也随之增加，到额定转速时软启动器停止工作。停止时，软启动器直接在电路上工作，电压不断下降到一定转速时再切断。

其特点为。

（1）具有可调平滑无级加速特性，即软启动；（2）具有可调平滑无级减速特性，即软停止；（3）可以监测电动机的安全运行，自动保护（如电源缺相、短路、过载、电机失速等）灵敏可靠；（4）当一台水泵故障时还能自动切换到另一台备用泵进行工作。

2 两种启动方式的优缺点比较

变频调速器与软启动器在启动和停止过程中，相对于传统的启动方式电流变化较少，造成故障可能性大大减少。但两者自身结构比传统启动方式线路复杂。笔者从事消防设施检测工作多年，对两种启动方式，在消防检测中的应用，各有其特点。现将两者的优缺点对比如表1所示。

从表1分析可知，两种启动方式都能达到消防相关技术要求，结论是变频器自身结构复杂，价格昂贵，并且不易维护，故障率会比软启动高，所以采用软启动的方式比变频调速启动方式优越，同时也能满足消防要求。

3 变频调速启动方式与软启动方式使用场合分析

两种启动方式虽具有传统启动方式无法比拟的优点，但其投资费用较大，检修技术要求较高，且使用时允许传统启动次数有限，是属于电子元件设备，消防水泵是属于非经常性使用设备，安装在比较恶劣的环境，如潮湿、粉尘等容易对设备造成损伤。所以，容量较少的消防水泵电机均可以不使用软启动器。

4 结语

目前在消防工程上使用变频调速启动方式和软启动方式对水泵启动过程调速。以此来代替传统的启动方式，可是传统的启动方式的特点是不可代替的，而两种启动方式通过比较后，采用软启动方式比变频调速启动方式更合理，经济效益也显著，这种观点也能得到认可。

参考文献

[1] 汤永光.软启动器在消防水泵上的应用[J].消防技术与产品信息，2007，3.

[2] 冯垛生，张淼.变频器的应用与维护[M].华南理工大学出版社，2001第05828号.