高压交流电动机的液态软起动

摘要

电动机是现代工农业生产和交通运输的重要设备,其中异步电动机因其结构简单、制造方便、运行可靠、价格低廉, 是应用最为广泛的电气设备。异步电动机的起动是电机控制的一个重要内容,其起动性能的好坏直接影响到生产机械的正常运行。异步电动机的起动方式有两种:直接起动和降压起动。直接起动就是电动机直接加额定电压起动。这种方法不需要专门设备,操作简单,但直接起动时起动电流可达到额定电流的4～7倍,有的甚至高达8～12倍,过大的起动电流将使电动机绕组发热,加速绝缘材料的老化,缩短电机寿命。此外,还会引起电网电压波动,影响同一电网其它电气设备的正常运行。在不允许直接起动的情况下,常采用降压起动方式。降压起动就是电动机在起动时降低电源电压, 起动结束后加额定电压运行。常用的降压起动方式一般有Y/Δ起动, 定子串电阻或电抗器起动,自耦变压器降压起动等方法。这些起动方式都属于有级降压起动, 存在明显缺点, 即起动过程中存在有二次冲击电流, 起动转矩不可调, 起动参数也无法调整, 负载适应性差。

关键词:液态软起动;水电阻启动器;柜式水电阻

目录

摘要 (1)

第一章绪论 (3)

第二章软启动行业现状 (3)

第三章软启动的分类及性能特点 (4)

3.1新型的电子式软启动器 (4)

3.2液阻(热变) 软起动 (6)

第四章酒钢炼铁除尘柜式水电阻 (7)

4.1 酒钢炼铁除尘柜式水电阻结构 (7)

4.2 酒钢炼铁除尘柜式水电阻工作原理 (7)

4.3 酒钢炼铁除尘柜式水电阻的运行方式 (8)

4.4 柜式水电阻的计算 (8)

4.5 酒钢炼铁除尘柜式水电阻的主要技术参数和性能特点： (9)

4.6主要性能特点： (10)

第五章软起动的发展方向 (10)

参考文献 (12)

第一章绪论

电动机是现代工农业生产和交通运输的重要设备,其中异步电动机因其结构简单、制造方便、运行可靠、价格低廉, 是应用最为广泛的电气设备。异步电动机的起动是电机控制的一个重要内容,其起动性能的好坏直接影响到生产机械的正常运行。异步电动机的起动方式有两种：直接起动和降压起动。直接起动就是电动机直接加额定电压起动。这种方法不需要专门设备,操作简单,但直接起动时起动电流可达到额定电流的4～7倍,有的甚至高达8～12倍,过大的起动电流将使电动机绕组发热,加速绝缘材料的老化,缩短电机寿命。此外,还会引起电网电压波动, 影响同一电网其它电气设备的正常运行。在不允许直接起动的情况下,常采用降压起动方式。降压起动就是电动机在起动时降低电源电压,起动结束后加额定电压运行。常用的降压起动方式一般有Y/Δ起动,定子串电阻或电抗器起动,自耦变压器降压起动等方法。这些起动方式都属于有级降压起动,存在明显缺点,即起动过程中存在有二次冲击电流,起动转矩不可调,起动参数也无法调整,负载适应性差。本课题主要论述高压电机软起动技术在酒钢炼铁除尘的应用，该项目技术先进，操作方便，运行稳定可靠。

第二章软启动行业现状

电动机软起动,是一项技术,一类产品,一个行业。从进口软起动产品看, 发达国家的电动机软起动产品主要是固态软起动装置,晶闸管软起动和兼作软起动的变频器。在生产工艺兼有调速要求时,当然采用变频装置；在没有调速要求的使用场合下, 起动负载较轻时(例如风机、水泵) 采用晶闸管软起动；在重载或负载功率特别大时,才用变频软起动。晶闸管软起动装置是发达国家软起动的主流产品,各知名电气公司均有自己晶闸管软起动的品牌, 在其功能上又各具特色,能够生产中压(6～10kV) 晶闸管软起动产品的厂家不多。系列生产的晶闸管软起动装置的最高电压等级为12kV。由于液态软起动产品的种种缺点,从长远来看,液态软起动产品在降压软起动领域难有立足之地。据笔者了解,发达国家生产的液态软起动产品,一律用在中压绕线转子电动机软起动中。近几年国产液态软起动装置占有了很大的国内市场份额。国产装置比国外产品简单, 成本更低,电解液配置不采用蒸馏水,液箱也做成不密封的。国产装置得以流行的原因是它比较适合现时我国的国情, 能够满足起码的软起动要求,售价低,维护虽然麻烦但难度不大。2002年,液态软起动有二个值得注意的相反的发展动向：一是以牺牲可控性为代价将软起动装置简

化成与传统的星三角起动相似的系统；二是通过完善伺服机构的方法引入电流反馈,实现软起动的闭环控制。

第三章软启动的分类及性能特点

软启动有传统的降压启动、液阻软启动、电子式软启动器和变频软启动。

(1)星/ 三角转换器这种方法适用于正常运行时定子绕组采用角形接法的电动机。其优点是启动设备简单,启动过程中消耗能量少。缺点是有2次冲击电流,设备故障率高,而且启动转矩小,只为额定转矩的1/ 3 ,只能用于空载或轻载启动和启动不频繁的设备；

(2)自耦变压器降压启动三相自耦变压器高压边接电网,低压边接电动机。其优点是启动电压可以选择,以适应不同负载的要求,缺点是体积大,重量重,成本高,故障率高,维护费用高；

(3)磁控软启动器实际是电抗器软启动,用三相电抗器串在电动机定子侧实现降压。电抗器的电抗值通过控制直流励磁电流进行控制,优点是启动平滑,可以实现软停车,并可以用于高电压,缺点是体积大,惯性较大。

3.1新型的电子式软启动器

随着电力电子技术和微机控制技术的发展,国内外相继开发出一系列电子式启动控制设备,用于异步电动机的启动控制,以取代传统的降压启动设备。新型的电子式软启动器的主回路一般都采用晶闸管调压电路,调压电路由6只晶闸管两两反向并联组成,串接于电动机的三相供电线路上。通过控制晶闸管的触发角α,使启动器按所设计的模式调节输出电压,以控制电动机的启动过程。当启动过程完成后,一般启动器将旁路接触器吸合,短路掉所有的晶闸管,使电动机直接投入电网运行,以避免不必要的电能损耗和谐波干扰,软启动的控制框图如图1 所示。