安全師案例輔導：電機軟啟動器的探討

　　一、前言

　　隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，科學技術(shù)的日新月異，智能控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。如：智能大廈、無人值守泵站、無人值守供熱站、各種遙控調(diào)度系統(tǒng)、生產(chǎn)作業(yè)自動化等等。這正是國家實現(xiàn)科學技術(shù)現(xiàn)代化的重要標志，也是每一個技術(shù)人員肩負的重要責任。

　　智能控制技術(shù)的應(yīng)用，給我們提出了很多要求。如電網(wǎng)的波動性，執(zhí)行機構(gòu)的智能配套等，都要求越來越嚴格。作為重要驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)的電動機來說，它的控制方式受到廣大技術(shù)人員的高度重視。既要為智能控制打下良好基礎(chǔ)，又要降低電動機起動時對電網(wǎng)的沖擊。所以，不得不在電動機的起動設(shè)備上做工作。

　　鼠籠型異步電動機電子軟啟動器的誕生給技術(shù)人員解決了這個問題。它既能改變電動機的起動特性保護拖動系統(tǒng)，更能保證電動機可靠起動，又能降低起動沖擊，而且配有計算機通訊接口實現(xiàn)智能控制。

　　二、電動機起動方式的選擇

　　作為應(yīng)用最廣泛的鼠籠型異步電動機，它采用降壓起動的條件：一是電動機起動時，機械不能承受全壓起動的沖擊轉(zhuǎn)矩;二是電動機起動時，其端電壓不能滿足規(guī)范要求;三是電動機起動時，影響其他負荷的正常運行。

　　對于降壓起動目前有兩種方式，一種是降壓起動，一種是軟起動。他經(jīng)過了三個發(fā)展階段，一是“Y-Δ” 起動器和自藕降壓起動器，二是磁控式軟啟動器，三是目前最先進最流行的電子軟啟動器。電子軟啟動器一般都是采用16位單片機進行智能化控制，他既能保證電動機在負載要求的起動特性下平滑起動，又能降低對電網(wǎng)的沖擊，同時，還能實現(xiàn)直接計算機通訊控制，為自動化智能控制打下良好的基礎(chǔ)。

　　它們的造價比較是：“Y-Δ”起動器須六根出線而且故障率太高，維修費也高已不常采用，自藕方式每個千瓦80元左右，磁控的每千瓦150元左右，自藕和磁控的體積較大且故障率較高，維修費較高，電子軟啟動器每個千瓦在100元到200元之間，一般情況下，一臺開關(guān)柜能放多臺電子軟啟動器，節(jié)省工程造價，且故障率較低，維修費也低。所以，電子軟啟動器應(yīng)是我們首選的目標。

　　三、電子軟啟動器的選擇

　　通過以上所述，毋庸置疑地在工程設(shè)計和工程改造中，要想改善工藝提高自動化水平，降低成本提高企業(yè)效益，對電動機的起動就必須首先采用先進的起動設(shè)備――電子軟啟動器。

　　在應(yīng)用電子軟啟動器時應(yīng)考慮哪些問題呢?做為軟啟動器首先要看它的起動性能和停車性能，目前的軟啟動器有以下五種起動方式：

　　限流起動顧名思義是限制電動機的起動電流，它主要是用在輕載起動的負載降低起動壓降，在起動時難以知道起動壓降，不能充分利用壓降空間，損失起動力矩，對電動機不利。斜坡電壓起動顧名思義是電壓由小到大斜坡線性上升，它是將傳統(tǒng)的降壓起動從有級變成了無級，主要用在重載起動，它的缺點是初始轉(zhuǎn)矩小，轉(zhuǎn)矩特性拋物線型上升對拖動系統(tǒng)不利，且起動時間長有損于電機。轉(zhuǎn)矩控制起動用在重載起動，它是將電動機的起動轉(zhuǎn)矩由小到大線性上升，它的優(yōu)點是起動平滑，柔性好，對拖動系統(tǒng)有更好的保護，它的目的是保護拖動系統(tǒng)，延長拖動系統(tǒng)的使用壽命。同時降低電機起動時對電網(wǎng)的沖擊，是最優(yōu)的重載起動方式，它的缺點是起動時間較長。轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動與轉(zhuǎn)矩控制起動相仿也是用在重載起動，不同的是在起動的瞬間用突跳轉(zhuǎn)矩克服電機靜轉(zhuǎn)矩，然后轉(zhuǎn)矩平滑上升，縮短起動時間。但是，突跳會給電網(wǎng)發(fā)送尖脈沖，干擾其它負荷，應(yīng)用時要特別注意。電壓控制起動是用在輕載起動的場合，在保證起動壓降下發(fā)揮電動機的最大起動轉(zhuǎn)矩，盡可能的縮短了起動時間，

　　是最優(yōu)的輕載軟起動方式。

　　綜上所述不難看出，最適用最先進的起動方式應(yīng)是電壓控制起動和轉(zhuǎn)矩控制起動及轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動。目前的軟啟動器多是限電流起動和斜波電壓起動，它是最原始最低級最簡單的方式(如“ABB”軟起以及國內(nèi)的大多廠家)，還有的是限流起動和轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動。唯有“雷諾爾”的軟啟動器實現(xiàn)了電壓控制和純轉(zhuǎn)矩控制及轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動?！癆B”、“施耐德”、“西門子”的是限流起動和轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動。

　　停車方式有三種：一是自由停車，二是軟停車，三是制動停車。電子軟起動帶來最大的停車好處就是軟停車和制動停車。軟停車消除了由于自由停車帶來的拖動系統(tǒng)反慣性沖擊。制動停車在一定的場合代替了反接制動停車。

　　可靠性的選擇：可靠性分三個方面，一是產(chǎn)品的短路自保護，二是無故障停機保護，三是產(chǎn)品故障率。前兩項可通過產(chǎn)品說明書識別，國內(nèi)產(chǎn)品除“雷諾爾”的自帶短路保護外其它的一般都不自帶短路保護，需外加快速熔斷器，自動開關(guān)不能保護電子軟啟動器。國外的“ABB”不自帶短路保護，需外加快速熔斷器。無故障停機保護看它的軟起是不是帶有綠色單元(KGL)，所有的電力電子產(chǎn)品世界難題是無故障停機(干擾停機)現(xiàn)象。目前，市場上流行的電子軟起中唯有“雷諾爾”的加裝了綠色單元。

　　智能控制功能的選擇：在選擇軟起要注意它的智能化程度，是否帶微機接口，接口是否帶有通訊地址和程序，是否能達到通訊控制以及故障自珍診斷功能等。目前發(fā)現(xiàn)這些功能完整的只有“雷諾爾”的軟起，并且在天津市城市排水微機控制中得到良好應(yīng)用。其它方面還要考慮是否保護功能完備和冷卻方式以及運行方式等，如：過電流保護，過壓保護，單項接地保護，上下口斷相保護，三相不平衡保護，相位顛倒保護等。冷卻方式分機械風冷和自然風冷。柜體是否需加機械通風，元器件的排布等，機械風冷的柜體加機械通風，軟起正上方不能放電器元件，機械風冷的還要考慮傾斜度等。自然風冷的無此要求。運行方式分在線型和非在線型，選型時盡量選用非在線型。

　　四、各品牌的比較

　　目前電子軟啟動器國內(nèi)的生產(chǎn)廠家很多，可說五花八門，雖然多數(shù)沒形成品牌效應(yīng)，但也有一定的市場份額。從技術(shù)先進性和應(yīng)用效果以及市場占有率來看，在整個國內(nèi)市場能形成品牌和有影響力的大約有五家。一是“雷諾爾”，二是“ABB”，三是“施耐德”，四是“AB”，五是“西門子”。到目前功能最多的、最先進的、最適用的、市場站有率最高的是中國的“雷諾爾”。它是我國首先通過中國電工產(chǎn)品認證委員會CCEE安全認證和首家通過ISO9002國際質(zhì)量體系認證的，它的起動方式有四種，一是限流起動，二是電壓控制起動，三是轉(zhuǎn)矩控制起動，四是轉(zhuǎn)矩加突跳起動。停車有三種。一是自由停車，二是軟停車，三是制動停車。它是目前國內(nèi)外唯一的一個帶綠色單元的軟啟動器，徹底消除了無故障停機現(xiàn)象?！袄字Z爾”、“ABB”均屬非在線型，后三種均屬在線型?！癆BB”的起動方式是限流型和電壓斜坡型，后三種是限流型和轉(zhuǎn)矩加突跳型。停車除“ABB”外都有制動停車。價格比較“雷諾爾”的約100~130元/千瓦，后四種約在案180~220元/千瓦。

　　五、結(jié)論

　　通過論述，電動機的降壓起動方式經(jīng)過了“Y-Δ” 起動器和自藕降壓起動器到磁控式軟啟動器，目前又發(fā)展到電子軟啟動器。所以在工程應(yīng)用中，當電動機在直接起動不能滿足要求時，首先考慮的是電子軟啟動器。這是科技發(fā)展的歷史階段，是為今后的智能控制系統(tǒng)化打下良好基礎(chǔ)的必然階段。

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