几种中高压降压软启动方式的探讨
高压电机的软起动
高压电机的软起动摘要:本文详细介绍各种高压电机软起动的基本原理、特征参数并进行对比分析,论述其原理及特点,从而得使读者更客观更全面的了解高压电机软起动技术。
关键词:高压电机软起动1 研究背景随着生产化程度的不断提高,很多行业的生产规模越来越大,在高压异步电动机的需求和使用上也呈上升趋势。
随着高压电机单机容量越来越大,其可靠起动问题渐渐显露出来。
高压电机以往的起动方式主要有:(1)加大电网容量。
为满足大容量电动机起动时有功功率和无功功率的要求,保证电动机起动时对端电压的要求,过去人们经常采取加大自身电网容量的办法,如采用大容量的变压器或建自备电厂,但这样又常常致使正常运行时电网负荷较轻,电力变压器处于轻载工作状况,造成能源的浪费。
在以变压器容量收费的地区,使用户电费支出加大。
(2)串联电抗器起动。
该方法能满足降低起动电流的要求,但电机的起动转矩小,且为有级调整,切换时有大电流冲击,在大容量电动机的起动应用中受到限制。
(3)自耦变压器起动。
该方法能满足降低起动电流的要求,起动转矩较串电抗器起动大,对中大容量电机的起动比较适宜,但其调整方面的问题,诸如滑动触点电弧烧损问题、碳刷磨损问题、局部匝间短路问题、切换时有大电流冲击等等,使其在实际应用中也受到限制。
鉴于上述原因,软起动的应用变得迫切起来。
目前的软起动主要有液阻软起动、晶闸管软起动、磁控软起动、变频器软起动、开关变压器软起动。
各种软起动方式采用不同的控制手段实现起动过程中对电压、电流的调节,以适应不同的应用场合。
本文对上述几种软起动的原理、优缺点进行简要阐述,从而对工程技术人员在软起动的选择上提供一定的帮助。
2 液态电阻软起动(1)液态电阻软起动的原理。
液态电阻是一种由电解液形成的电阻,它导电的本质是离子导电。
它的阻值正比于电极板间距,反比于电解液的电导率,改变极板间距和电导率,就可改变电阻值,从而实现电压、电流的无级调节,满足软起动性能要求。
(2)液态电阻软起动的特点。
降压启动方式介绍
软启动原理图
软启动原理图
软启动接线图
3A/3B/3C栋配电系统
3C设备介绍
一般动力设 备配电
谢谢 • 照明配电(普通照明、应急照明)
• 空调配电(MAU、RAHU、FFU、RAU、OAHU、 FCU)
• 插座配电 • 水泵和风机配电
生产设备配 电
• BUFFER配电 • 实验室工艺设备配电(PQA、FAE、震动实验室、
优点: 运行相对平稳
缺点: 起动电流较大,起动转矩较小,且电抗器被切除时还
存在二次电流冲击和转矩冲击的危险。
适用范围: 不适合频繁起动及重载起动,适合lOkV以上电动机。
自耦压器降压启动方式
电动机起动时利用自耦变压器分接头来降低加在电动机定 子绕组上的起动电压。自耦变压器的高压侧接入电网,低压侧 接电动机。
缺点: 是不能长时间用于起动转矩要求很高的电动机
驱动装置上。这种局限性主要是由软起动器的工作 特性决定的:软起动器是将自身电压斜坡式抬升至 最大值来从而来完成起动的过程,由于转矩与电压 平方成正比,导致连接电动机不能从一开始就达到 最大转矩。
适用范围: 软起动器更适合于轻载电动机,不适用于重
载起动的大型电动机。
有几个不同电压比的分接头供选择。电动机的端电压可以 通过选择耦变压器的分接头来进行调整。自耦变压器有不同的 电压抽头,如果需要产生较小的起动力矩,可选择百分比较小 的抽头;反之则可选择百分比较大的抽头。
几种中高压降压软启动方式的探讨
3软 启动 的分类 软 启动可 分为 有级和 无级 两类 。有 级软 启动 调节是 分档 的 ,无级 软启 动调节 是连续 的。星 / 变换 启动 、 自耦变 压器 启动及 电抗 器启动 等均 属于 角 有 级软 启动 。液 体 电阻软 启动 、热 变 电阻软 启动 、 晶闸 管软启 动及 磁控 软
启动等均 属于 无级软 启动 。
工 作 原理 :将饱 和 电抗器 串联 在 电动机 的定 子回路 ,通 过直 流励磁 平 滑 改变 电抗器 的 电抗值 ,使 电抗器 两端 电压 由大 到 小平滑 改变 ,从 而完 成
电机平 稳 的启动 过程 。磁控 软启动 装置 适用 于中小 型 中压 电动机 。
降压 起 动 起动 时 , 电机 的定 子 电流流 过热 变 电阻器 从 而使 电阻 体发热 , 温度 逐 步升 高 ,电阻 逐步 降低 , 电机起 动 电流基 本恒 定 的情况 下 , 电动 机
中IK 6V O V(K )的交流拖 动发展 尤为 迅速 。高压 大中容 量 的交流 电机运 行 的 首要 问题是 启动 。 目前我 国 的高压 电机 发展 较快 ,而 与之 相配 套 的启动 设 备 却 比较陈 旧 ,传 统 的启 动方 式很难 满 足启 动平 滑 ,冲击 小 的要求 , 而且 成 本也 不低 。 目前 国内常用 的 中高压 软 启动 方式 主要 有液 体 电阻 软起 、热 变 电阻 软启 动、 晶 闸管软 启动及 磁控 软 启动 等 。高压 变频 器从 启动 的角 度 来 说既 可 以将 启动 电流控制 在额 定 电流 以 内又能 提供 足够 的转 矩 ,但仅 仅
响软启 动的概 念 中 高压 电机 软启 动是 指在 中 高压 ( 主要 指6 V IK )电动 机 启动 过 K 、 OV 程 中, 随着 电动机 反 电动 势 的不 断建 立 ,电机 端 电压 由某 一值逐 渐 平滑 、 无级 的上升 至全压 ,转速 由0 上升 到额 定转速 ,最后 依靠 旁路甩 掉 软启动控
高压电机软启动分析报告
高压电机软启动分析报告一.软启动介绍软启动器于20世纪70年代末和80年代初投入市场,由于电子设备的耐压性和科技水平的限制,当时在低压电机中得到了广泛使用,随着现代电力电子控制技术的发展,晶闸管耐压性能提高,各种技术的不断成熟,软启动器逐渐运用到了高压场所,他是一种集软起动、软停车、轻载节能和多功能保护于一体的新颖电机控制装置,又称为SoftStarter。
它不仅实现在整个起动过程中无冲击而平滑的起动电机,而且可根据电动机负载的特性来调节起动过程中的参数,如限流值、起动时间等。
此外,它还具有多种对电机保护功能,这就从根本上解决了传统的降压起动设备的诸多弊端。
软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器,将其接入电源和电动机定子之间。
这种电路如三相全控桥式整流电路。
使用软启动器启动电动机时,晶闸管的输出电压逐渐增加,电动机逐渐加速,直到晶闸管全导通,电动机工作在额定电压的机械特性上,实现平滑启动,降低启动电流,避免启动过流跳闸。
待电机达到额定转数时,启动过程结束,软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管,为电动机正常运转提供额定电压,以降低晶闸管的热损耗,延长软启动器的使用寿命,提高其工作效率,又使电网避免了谐波污染。
软启动器同时还提供软停车功能,软停车与软启动过程相反,电压逐渐降低,转数逐渐下降到零,避免自由停车引起的转矩冲击。
二.高压电机运用现状和增设软启动必要性三气厂高压电机运用在丙烷制冷系统,为丙烷压缩机提供动力,其一二期的高压电机功率分别为1480KW和1250KW,额定电压6KV,运行至今已20余年。
由于当时科技水平限制以及我厂变压器容量充足,我厂高压电机采用了全压直接启动,虽然传统的直接启动有很多优点,如启动时间短、响应速度快、技术简单、成本较低等优点,但启动过程也有很多弊端,如5-7倍的启动电流会使电网电压急剧下降,影响电网上其他设备的正常运行,同时如此大的启动电流,也会使电动机因绕组电流过高引起过温,进而加速电机绝缘老化。
高压交流电动机的几种降压启动方式比较
可 串在 绕 线 电动 机 转 子 回路 实 现 较 大 的启 动 转 矩 . 在 电机 启
动 过 程 中不 产 生 高 次 谐 波 . 售 价 较 低 。缺 点 : 体积大 : 启 动 的
重复性差 , 保护功 能不全 , 维护麻烦 , 安全性差 , 对 环 境 要 求
电流 会 造 成 较 大 的 线 路 电 压 降 落 . 对 电 网会 产 生 较 大 的影 响,
格偏高 。 晶 闸 管 软 启 动 装 置 是 一 种 采 用 晶 闸 管 的无 触 点 高 压 电
留 有 一定 的余 量 这 种 启 动 方 法 的适 应 性 差 。 且 电 抗 器 被 切
除 时还 存 在 二 次 的 电 流 冲击 和转 矩 冲击 的危 险 . 目前 已较 少
路 开关 . 通过 控制 晶闸管的导通 角 . 用 反 并 联 晶 闸 管 控 制 正 弦 波 正 负 半 波 的 导 通 和 关 断 时 间 ,改 变 正 弦交 流 电压 的 波 形 。使 之 变 为 非 正 弦 脉 冲 式 交 流 电来 控 制 输 出 电 压 的大 小 , 达 到 限 制 电机 启 动 电流 的 目的 输 出 电压 、 电 流全 范 围 可调 , 电压、 电流 波 形 可 任 意 设 定 。它 又细 分 为 可控 硅 串 联 和 开 关 变 压 器式 两 种 。 优点 : 体积小 、 安装使用简单 、 全智 能控 制 、 功 能 齐全 、 可以实现软启动和软停止 、 启动重复性好 、 控 制 精 度 高、 可 以实 现 闭 环 控 制 。缺 点 : 会弓 I 起高次谐波 , 对 电 网 有 一
应 用 技 术
詈
高压 交流 咆动机 的 几种 降 压 启 动 方式 比较
赵 阳
几种中高压降压软启动方式的探讨
有 以 下特 点 , 高压 电 机 晶 闸 管 软 启 动 一 的 冲 击 , 于没 有 谐 波 污 染 , 利 于 维 护 电 中 由 有 般采用 多组晶闸管 串联 , 此需要提高 品 因 网 的纯净 。 是 该模式 也存在 着 不足 : 但 首 闸 管 器 件 的 耐 压 等 级 和 开 关 速 度 , 进 触 先 , 压 电 动 反 电 势 建 立 的 速 率 与 水 阻变 改 高 1 软启 动概 述 从 相 对 于 传 传 统 的 全 压 启 动 模 式 , 压 发 与 关 断 的 同 时 性 ; 闸 管 软 启 动 本 身 更 化 的 速 率 很 难 一 致 , 而 造 成 了 启 动 电 流 降 晶 软 启 动 由于 具 有 众 多 的 优 势 日渐 取 代 自藕 适合 于 低 压 领 域 。 但是 该 启 动 模 式也 存 在 的 斜 率 很 大 , 重 时 会 迫 使 上 一 级 开 关 跳 严 变 压 器 启 动 模 式 以 及 Y一△ 启动 模 式 , 众 着许 多 的 不足 : 先 , 波 较 大 , 在 首 谐 强迫 换 相 , 闸 。 次 , 其 环境 温 度对 启动 性 能的 影响 大 。 再 多 的 工 业 领 域 当 中 获 得 了广 泛 的 应 用 。 通 产 生 大 功 率 脉 冲 ; 次 , 压 均 流 技 术 复 次 , 体 电阻 装置 体积 大 , 加基 建 投资 。 其 均 液 增 第 风 成 再 由 必 须 常 而 言 , 高 压 电 动 机 主 要 电 压 为 6 V何 杂 , 险 大 , 本 高 ; 次 , 于 串并 联 大量 四 , 须经 常 维护 , 定 期加 液体 保持 液位 。 中 k 安全 性 一般 , 液体 易“ 开锅 ” _ _ 5 。 lk 0 V的 电动 机 , 该 电压 等级 的 电 动 机 在 的 晶 闸 管 , 以 故 障 点 多 , 修 复 杂 , 修 最后 , 在 所 维 检 启动的过 程中 , 降压 软 启 动 模 式 会 根 据 不 频繁 ; 后 , 载 需 加 大 额 定 电流 倍 率 。 最 过 】 3 断 建 立 的 电 动 机 反 电 动 势 , 动 机 端 的 电 2. 热 变 电阻软 启 动模式 电 参考 文献
矿用高压软启动器几种常见控制方式的探讨与分析
电压提 升脉 冲起动在 起 动 开始 阶段极 短 时 间 内按 设 定升 压 幅值 起 动 , 此 阶段 结束 后 , 转 入 转矩 控 制 或起 动 电流 限制起 动 。如 图 4所示 : 此 种 起 动 方 … ^ 式在 脉冲触 发 的 I 一、 瞬 间将 会 给 电 网 / 带来很大负担 , 干 I/ 、 \ U
矿 用 高 压 软 启 动 器 几 种 常 见 控 制 方 式 的 探 讨 与 分 析
陈靖 郭 建 锋 杨 乐 I 义煤集团 义络公司 , 河南 洛阳 4 7 1 6 0 0 )
摘 要: 由于大容 量电机在起动时 , 其 起动 电流较大 , 为其 标称 的额 定电流 的 5倍 一 8倍 , 传 统的降压 起动 方法如 定子电路 串电 阻( 或电抗) 、 星形一三角形等 , 虽然启动线路 比较简 单 , 但其起动 电流 冲击 一般还很大 , 起动 转矩较 小且固定不 可调 , 这样, 容 易造成 剧烈 的电网波动和机械冲击 。这些年 , 一种新型 的电动机 软起动器以其控制方式灵活简便 , 对系统冲击小 , 兼有节 能控 制模 式等诸多 优点 正逐 步取代传统异步电动机 起动装 置。 关键 词 : 矿用 高压 软启 动器 ; 控制 方式 ; 安全
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9 9・
电流小 , 对 电网电压 影响 较小 , 可 以用 于对 起 动 电流 有 严格 要求 的 电动机 。 2 . 4电压 提升 脉冲 起动
密封, 达 到 防 止 漏 风 的效 果 。两 扇 垂 直 闸 门分 别 由 1 台小型 卷扬 机牵 引 , 确保 上下 移动 自如 。
护拖 动系统 , 延长拖 动系统 的使用 寿命 , 降低 电机起 动 时 对 电网的冲击 , 但控制相 对复杂 。
高压电动机的软启动
高压电动机的软启动【摘要】本文主要介绍了几种目前在工业生产中经常用到的软启动装置,简单介绍关于为何要使用软启动装置,软启动装置对电动机有什么样的好处,并对几种常见的软启动的主要优缺点进行分析和比较【关键词】高压软启动;软启动优点;常见软启动1 引言随着国民经济的高速发展,高压电动机的数量不断增加。
由于大电机直接起动时的电流为正常工作电流的5~7倍,而启动转矩只有额定转矩的0.4:1.6倍。
它在电网条件(电机启动时的电网压降小于10%)和工艺条件(启动转矩满足)允许的情况下,可以直接启动。
但过大的启动电流、过小的启动转矩和过长的启动时间给电机和电网造成了极大的危害。
常导致电网电压、谐波波动的增大以至前级跳闸,大大的增加了电网污染,严重的影响电网的安全运行。
同时,也对自身造成了很大伤害。
因此,必须在电源和电机之间串入软起动器来解决这些问题。
高压大功率交流异步电动机软起动装置,使电动机在从零升速至额定转速的起动过程更加平稳。
高压大功率交流异步电动机软起动装置可减小电动机硬起动(即直接起动)引起的电网电压降,使之不影响共网其它电气设备的正常运行:可减小电动机的冲击电流,冲击电流会造成电动机局部温升过大因而降低电动机寿命,冲击电流还会以电磁波的形式干扰电气仪表的正常运行:可减小机械冲力,冲力加速所传动机械(轴、啮合齿轮等)的磨损。
近几年随着国内一些6 kV和10 kV的大容量电动设备投入运行的不断增加,特别是那些起动力矩较大的风机泵类电机的增多,带动了电动机软启动技术的应用和发展,一些技术先进的有关电动机起动的智能控制技术逐渐得到应用,有关软启动技术受到社会的广泛关注2 软启动优点通常电动机的启动方式有两种:一种是在额定电压下的直接启动,又被称为硬启动;另一种是降低电机的启动电压或电流的起动,也被称为软启动。
为了减少对电网的冲击,中、大功率的电动机一般都不允许直接启动。
降压起动先后经过了两个发展阶段,一是采用“Y-△接线起动和自藕降压启动器,二是引进电力电子技术,用软启动器、变频器等设备启动电机。
浅谈高压电机的启动方式
浅谈高压电机的启动方式摘要:对大容量10KV高压电机几种软启动方法原理阐述及优缺分析、比较后,提出软启动方式的选择要根据具体设备工作特性而定。
关键词:高压电机启动方式随着社会经济的发展和结构调整,冶金行业的规模越来越大,一些高压大容量电机(5000KW—60000KW)使用越来越多,其启动方式越来越受到人们的重视。
但是启动方式一般是随设计人员的思想理念而设计的,使用单位很少参与。
2012年4月份我们公司15000空分招标,空压机电机8000KW,在探讨启动方式时,我们邀请了几家降压启动设备厂家进行了技术交流,并结合我们用过的启动方式作了比较、分析和总结以供参考。
大容量高压电动机的启动方式有直接起动、热变水电阻启动、降补固态软启动、开关变压器启动、变频器启动等。
除直接起动外,其余都属于软启动。
软启动定义为设备在启动过程中,电机端电压由某一基值电压慢慢升到额定电压,使电机由静止平滑加速到额定转速的过程,在整个启动过程中对电机转矩冲击很小。
1、直接起动:直接启动就是电机在全电压下直接起动。
启动条件是电网容量足够大,但在实际生产过程中,公司内的电网容量是比较有限,不适合采用直接起动,因为直接启动时,起动电流为设备额定电流的5—7倍,启动电流过大,对电网造成冲击很大,会引起电网电压下降,如果电网电压下降到一定值,将会造成部分设备停机。
2、热变水电阻启动:高压热变水电阻由具有负温度系数的电阻材料及其它材料组成三相平衡电阻;启动时,此装置串联在电机定子回路中,当水电阻中有电流通过时,电阻体温度逐渐升高而阻值逐渐降低,使电机端电压逐步升高,启动转矩逐渐增大,从而实现降低电机起动电流平稳启动的目的。
液态电阻软启动装置以电流为调节变量,由于液变电阻阻值受环境温度的影响较大,有时会因电解液气化、蒸发引起电阻阻值增加,起动电流达不到理想中的最大值,造成电动机在启动过程中长时间达不到额定转矩,最总以启动超时而停机。
3、开关变压器启动:开关变压器技术是在变压器基本原理上的一种新的应用技术,晶闸管与变压器的低压侧绕组相连,使变压器在电路中起到一个开关的作用,在电流的每半个周期内开关一次,以实现相位控制。
软起动比较(变频、固态、热敏)
高压笼型电动机软起动方式比较2、起动方式比较说明一、固态软起动高压固态软起动装置是现代电力电子技术的产物。
它具有在软起动过程中装置耗能少的优点,由于控制手段是电子的,控制速率高,保护齐全,其性能和可靠性则随控制软件与器件的水平而有差异。
但是它也存在着相当的(甚至可以说是致命的)缺点:1、价格过于昂贵,是液态软起动的售价的5~10倍;不如直接选用高压变频装置。
2、高压SCR软起动装置对环境要求较高。
3、晶闸管引起的高次谐波较严重,SCR斩波所引起的谐波污染也给它的应用带来麻烦。
理论分析表明,通过转子回路的SCR的斩波,其起动效果和降压软起动相同,而其实现难度大。
而且高压尤其是10kV等级的制造商少,目前国内还没有成熟的产品;设备维护费用高,备品备件不易购买,售后服务难以保证,投资回收期长,不适合中国国情。
二、高压热变电阻器1、工作原理:在电机定子回路串接定值的液体电阻。
热变电阻的导电介质是具有一定浓度的电解液,电解液用一容器加固密封,其导电极板固定不动。
其变阻起动的原理是依据电解液的电阻值与电解液温度的反比例非线性变化关系,电液阻值因电液温度升高而降低,从而达到热变电阻降压起动的目的。
2、性能特点1)起动初始阻值变化较大且无法调整因环境温度差异起动电流受起始初阻值的大小影响很大,因此初始阻值的大小直接影响起动时的瞬间冲击电流,对于热变电阻而言在起动初始时刻,电液初始阻值受温度的影响发生很大的变化。
比如:不同季节的温度变化或在连续起动情况下每次电液初始温度的不同,均会导致起动初始时刻阻值的不同,难以保证每次相同的起动特牲。
在实际应用中,由于电机参数、工况、负载等参数与计算有一定偏差或在需要调整时,或工况负载参数发生变化时,因其结构的无调整性,从而对初始阻值进行调整。
2)起动电流不可控、不可调由于电液箱溶液体积、浓度、极板间距一次成型并加固密封,因此热变电阻一旦设置好就很难进行调整。
电液阻值只能被动地随溶液温度的变化而间接变化,而不是主动地改变电液阻值去控制主电机的起动电流,由于温度是无法人为控制,也就是说,电动机的起动过程是无法实现实时可控可调。
几种中高压降压软启动方式的探讨
129科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 动力与电气工程结构简单、成本较低以及易于维护的特点使交流异步电动机获得了广泛地的应用,并成为目前电气传动原动力的重要构成部分。
全压直接启动模式和降压软启动模式是交流起步电动机的两种典型启动方式。
对于中高压大容量的交流异步电动机而言,降压软启动可以实现平滑启动、降低启动冲击的效果。
高压变频器在启动中高压电动机时,不仅可以能够提供充足的转矩,还能够以额定电流进行进行启动,但是如果只是把高压变频器当作中高压电动机的启动设备,无疑是大材小用。
有鉴于此,笔者在本文中主要探讨了磁控软启动模式、晶闸管软启动模式、热变电阻软启动模式以及液体电阻软起模式等四种中高压降压软启动方式,希望能够为相关工作人员提供必要的借鉴。
1 软启动概述相对于传传统的全压启动模式,降压软启动由于具有众多的优势日渐取代自藕变压器启动模式以及Y-△启动模式,在众多的工业领域当中获得了广泛的应用。
通常而言,中高压电动机主要电压为6k V何10kV的电动机,在该电压等级的电动机在启动的过程中,降压软启动模式会根据不断建立的电动机反电动势,电动机端的电压会从某一个特定值无级地、逐渐地上升至全电压,实现电动机转速从零平滑地上升至额定转速,并在旁路的协助下将降压软启动控制设备甩掉。
采用全压直接启动时,需要产生一系列的机械问题和电气问题。
首先,容易出现的机械问题。
如果启动转矩过大,在启动时会产生强大的机械冲击,机械的精准度和使用寿命均会受到严重的影响。
其次,容易出现的电气问题。
全压直接启动时的电流通常是额定电流的五倍至七倍,电流过大会直接导致电动机绕组温度的快速提升,电动机绝缘的老化程度会加速发展;同时,全压直接启动对电网系统的冲击也是非常大的。
采用降压软启动的方式则能够有效降低启动电流,并能够实现电动机启动的平滑无级,不仅降低了机械冲击,减少了启动时间,还降低了启动电流对电网的冲击程度。
对高压电机常用软启动方法的分析与研究
对高压电机常用软启动方法的分析与研究随着高压电机的广泛应用,加快高压电机软启动方式发展与创新受到了各生产领域的重点关注。
本文简要阐述了高压电机软启动的应用优势,重点阐述分析了几种常见的软启动方式,希望对相关工作人员提供一定的参考和帮助。
标签:高压电机;软启动;启动方式现阶段,随着工业发展的需求,大型高压电机(5000~6000KW)使用数量和规模开始增加,而液态起动装置则无法满足高压电机的启动需求。
在此背景下,以晶闸管串联式、开关变压器式、磁饱和电抗器式和可控变压电抗器式等软启动装置成为大型高压电机启动的主要方式。
一、高压电机软启动的优势(一)确保电网及其他设备的安全运行高压电动机采用硬启动方法,起动电流高达额定电流的4~7倍,从而使电网电压急速下降,影响同一电网下的其他电气设备的稳定运行,甚至引发其他设备故障。
与硬启动方式相比,软启动方式的起动电流一般为额定电流的2~3倍,如此便大大降低了电网电压的波动率,从而在一定程度上保障了其他设备的安全稳定运行。
(二)提高高压电机的使用寿命高压电机硬启动方式所产生的焦耳热会极大的作用于导线的外绝缘。
在长期作用下,导线外绝缘会加速老化,并严重降低导线的使用寿命。
与此同时,高压开关合闸再回在电机定子绕组上产生造作过电压,进一步降低电机绝缘的效果。
而软启动方式则降低了起动时的最大电流,其热量也大为减少,并且电压的可调性也完全杜绝了电压对电机绝缘的影响,由此在一定程度上提升了高压电机的使用寿命。
(三)减少机械设备的破损情况高压电机在硬启动时,电机启动转矩超过额定转矩的2倍,这就意味着静止的机械设备会瞬间受到超过2倍额定力矩的作用,如此便给齿轮、皮带带来巨大的工作负荷,经常引发齿轮磨损、皮带拉断和加速风叶折断等问题。
而软启动方式则不会超过额定转矩,因此也就避免了机械设备不必要的破损,并提高了机械设备的使用效益。
二、幾种常见高压电机软启动方法探究(一)液阻软启动液阻软启动是一种基于电解液形成的电阻为原理的高压电机起动方式。
软启动的几种启动方式介绍
软启动的几种启动方式介绍
1、限流启动
限制启动电流不超过某一设定值。
输出电压从零开始增长,直到输出电流达到限定值,然后在保持输出电流为限定值的前提下,逐渐升高电压到额定电压。
使电机转速逐渐升高,直到额定转速。
此种启动方式的优点是启动电流小且能按需要调整,对电网影响小。
缺点是在启动时难以知道启动压降,不能充分利用压降空间。
损失启动力矩,对电机不利。
所以在控制电机启动时,需根据实际情况,将限流启动和其他启动方式配合使用。
2、斜坡电压启动
启动时机端电压逐步线性上升,即从原始的降压启动从有级变成了无极,随着电压升高,电机驱动转矩也逐渐增大。
当驱动转矩大于阻尼转矩和负载转矩之和时,电机开始启动,并最终达到稳定运行。
此启动方式只需调整晶闸管导通角,使之和时间成一定函数关系。
斜坡电压启动适用于重载启动,如引风机、循环水泵等。
缺点是,初始转矩小,转矩特性抛物线型上升对拖动系统不利。
且过长的启动时间不仅有损于电机,晶闸管也会因巨大的重聚电流而出现破损的情况。
3、转矩控制启动
将电动机的启动转矩由小到大线性上升。
优点是,平滑启动,降低电机启动对电网的冲击,是目前最好的启动方式,也是重载启动的最优选择。
缺点是,启动时间长。
高压电动机软起动技术讲解
10、软停车
软停车:在该方式下停止电机时,电机的输出电压由额定 电压在设定的软停时间内逐步降低至零,停车过程完成。 该方式常用于水泵负载,它成功地解决了传统停车过程中 的“水锤”现象(即瞬间停机引起流体原来状态的剧烈变 化,造成流体对管道的冲击)。
11、电动机启动转矩特性曲线
感应电机在不同电压下的机械特性曲线如图1中1、2、3、4和5曲线,图1 中P1为恒转矩负载特性曲线,P2为平方转矩负载特性曲线,虚线为电动 机起动曲线。可以看出,宜选取e点所对应的电压作为起始电压,这样, 既保证了足够的起始转矩,而且由于起始电压较小,有效的限制了起动 电流。随着转速的提高,转子等效阻抗不断变大,端电压可以由一个较 低的初始电压逐渐的提高,完全可以将定子电流控制在一个较小的范围 内。
6、 电流限幅起动方式
由于电压斜坡控制是开环控制,因此斜坡上升率不能随系统自动调节,往往 会使电流超出所希望的值,因此发展了电流限幅控制方式。电流限幅起动控 制方式作为一种闭环控制方式,起动过程中需要不断的采样和调整电机电流, 使之具有如图实线所示的起动电流曲线,电机电流由0迅速升至用户的设定 值,然后保持这个电流直至起动结束。这种控制方式特别适用于恒转矩负载, 可以设置电流上限,在电网容量有限的场合使电机以最小的起动电流快速起 动。
8、电压斜坡启动
电压斜坡启动:用该方式起动电机时,软起动器的电压快 速升至U1,然后在设定的时间t内逐渐上升,电机随着电压 的上升不断加速,达到额定电压和额定转速时,起动过程 完成
中压(3~10kV)电动机软起动方法辨析
中压(3~10kV)电动机软起动方法辨析1、概述随着经济的发展,许多行业的规模越来越大,使用中压电动机的数量也越来越多,单机容量越来越大。
中、大容量电动机的起动一直是人们关心的一个课题,如果全压直接起动,过大的起动电流将引起电网电压较大的波动,影响其他设备的正常运转;很大的起动转矩会对电动机本身及其所带机械设备造成损伤等等。
因此人们不断的研制各种起动方法来克服直接起动带来的诸多弊端。
在当前使用的诸多起动方法中,有不少方法称之为“软起动”,但是什么是真正的意义的“软起动”?软起动的益处有哪些?目前尚未见到统一的规定,笔者认为对软起动应该有一个统一的认识,以方便使用者对起动装置作出正确的选择,在这里笔者提出几点粗浅的认识以作为引玉之砖,以使软起动这一概念尽快完善起来。
软起动这一概念是由低压电动机引申过来的。
低压电动机软起动装置是利用晶闸管来实现三相交流调压,使电动机电压和电流全范围可调,完全区别于传统的起动方法,中压电动机软起动也应该遵循这一原则,即:软起动应该作到对电动机及及机械的伤害降到接近于零值;电压和电流的调节应该作到全范围连续可调并能使起动电流最大值降到最低;对电网无冲击;控制精度的重复性应达到100%。
基于此,笔者认为当前应用的起动方法可分为三类:传统起动方法、改进型减压起动方法及软起动方法。
2、传统起动方法2.1、全压直接起动全压直接起动有许多危害性,软起动应该对这些危害性都有很大的改善,所以让我们先来了解一下全压直接起动的各种危害性。
全压直接起动的危害性主要有如下几点:1)、普通鼠笼式电动机在空载全压起动时,起动电流会达到额定电流的5~7倍。
当电动机容量相对较大时,该起动电流会引起电网电压急剧下降,电压频率也会发生变化,这会同电网其它设备的正常运转,甚至会引起电网失去稳定,造成重大事故。
2)、电动机直接全压起动时的大电流在电动机定子线圈和转子鼠笼条上产生很大的冲击力,会破坏绕组绝缘和使鼠笼条断裂,引起电动机故障,大电流还会产生大量的焦耳热,损坏绕组绝缘和缩短电动机寿命。
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几种中高压降压软启动方式的探讨
摘要:全压直接启动模式和降压软启动模式是交流起步电动机的两种典型启动方式。
对于中高压大容量的交流异步电动机而言,降压软启动可以实现平滑启动、降低启动冲击的效果。
笔者在本文中主要探讨了磁控软启动模式、晶闸管软启动模式、热变电阻软启动模式以及液体电阻软起模式等四种中高压降压软启动方式,希望能够为相关工作人员提供必要的借鉴。
关键词:降压软启动磁控软启动模式晶闸管软启动模式热变电阻软启动模式液体电阻软起模式
结构简单、成本较低以及易于维护的特点使交流异步电动机获得了广泛地的应用,并成为目前电气传动原动力的重要构成部分。
全压直接启动模式和降压软启动模式是交流起步电动机的两种典型启动方式。
对于中高压大容量的交流异步电动机而言,降压软启动可以实现平滑启动、降低启动冲击的效果。
高压变频器在启动中高压电动机时,不仅可以能够提供充足的转矩,还能够以额定电流进行进行启动,但是如果只是把高压变频器当作中高压电动机的启动设备,无疑是大材小用。
有鉴于此,笔者在本文中主要探讨了磁控软启动模式、晶闸管软启动模式、热变电阻软启动模式以及液体电阻软起模式等四种中高压降压软启动方式,希望能够为相关工作人员提供必要的借鉴。
1 软启动概述
相对于传传统的全压启动模式,降压软启动由于具有众多的优势日渐取代自藕变压器启动模式以及Y-△启动模式,在众多的工业领域当中获得了广泛的应用。
通常而言,中高压电动机主要电压为6kV何10kV的电动机,在该电压等级的电动机在启动的过程中,降压软启动模式会根据不断建立的电动机反电动势,电动机端的电压会从某一个特定值无级地、逐渐地上升至全电压,实现电动机转速从零平滑地上升至额定转速,并在旁路的协助下将降压软启动控制设备甩掉。
采用全压直接启动时,需要产生一系列的机械问题和电气问题。
首先,容易出现的机械问题。
如果启动转矩过大,在启动时会产生强大的机械冲击,机械的精准度和使用寿命均会受到严重的影响。
其次,容易出现的电气问题。
全压直接启动时的电流通常是额定电流的五倍至七倍,电流过大会直接导致电动机绕组温度的快速提升,电动机绝缘的老化程度会加速发展;同时,全压直接启动对电网系统的冲击也是非常大的。
采用降压软启动的方式则能够有效降低启动电流,并能够实现电动机启动的平滑无级,不仅降低了机械冲击,减少了启动时间,还降低了启动电流对电网的冲击程度。
2 中高压降压软启动方式探讨
2.1 磁控软启动模式
磁控软启动模式将饱和电抗器串联在电动机的定子回路,通过直
流励磁平滑改变电抗器的电抗值,使电抗器两端电压由大到小平滑改变,从而完成电机平稳的启动过程[1]。
磁控软启动装置适用于中小型中压电动机。
该启动模式具有体积小、响应速度快、受环境温度影响小、启动过程闭环控制可实现恒流启动等优点。
但是,周围存在一定的漏磁,可能会对附近的继电保护装置和其它电子装置造成干扰;同时,会产生一定的高次谐波,控制灵敏度比较差,噪声较大,电抗值调节范围较小[2]。
2.2 晶闸管软启动模式
晶闸管软启动模式将反相并联的晶闸管串联在感应电机定子回路,通过控制晶闸管的导通角来改变电动机端电压的大小,实现电动机降压软启动。
该启动模式具有以下特点,中高压电机晶闸管软启动一般采用多组晶闸管串联,因此需要提高晶闸管器件的耐压等级和开关速度,改进触发与关断的同时性;晶闸管软启动本身更适合于低压领域[3]。
但是该启动模式也存在着许多的不足:首先,谐波较大,强迫换相,产生大功率脉冲;其次,均压均流技术复杂,风险大,成本高;再次,由于串并联大量的晶闸管,所以故障点多,维修复杂,检修频繁;最后,过载需加大额定电流倍率[4]。
2.3 热变电阻软启动模式
热变电阻软启动模式主要是在电动机三相定子回路当中传入了热变电阻器,通过热变电阻器实现了电动机的降压软启动。
当需要启
动电动机时,电动机定子电流需要经过热变电阻器,热变电阻器在电流的作用会逐渐升温发热,其电阻值便会不断降低,在保持电流基本不变的情况下,电动机端的电压值会不断升高,进而增大了电机起动转矩,实现电动机启动的平滑无级。
热变电阻软启动模式主要充分了利用了液体负温度的特别属性。
该属性的显著特点就是温度的升高会不断提升液体的电解度,更多的自由离子被释放出来,电阻的导电效率提升,进而增强了液体的导电能力;如果温度降低,则最终会导致电阻导电能力的下降。
热变电阻软启动模式不需要伺服系统,因而结构更加简单,相应地,其成本也会因此降低不少。
但是热变电阻软启动模式除了具有和液体电阻软起模式(下文即将论述)同样的不足之外,还存在着以下几点问题:首先,必须采用两层水箱将热变电阻进行封闭保温,不同水箱层级之间注入变压器油进行分离,由于热变电阻在有限的空间内加热,会导致液体的急剧膨胀,非常发生爆炸。
其次,一旦启动,则无法对热变电阻软启动的过程进行控制,并且无法实现软停止。
再次,外界环境的影响非常严重。
2.4 液体电阻软起模式
液体电阻软起模式主要是将可控液态电阻器串入到电动机定子回路当中,并通过伺服电动机对导电液中浸泡的极板距离进行调整,进而实现电阻值平滑无级地降低,让电动机的启动电压可以逐渐升高,最终实现电动机柔和的软启动。
液体电阻软起模式具有启动中不产生高次谐波、成本低廉等优点,采用该种模式软启动,启动过程几乎不产生对电网系统的冲击,由于没有谐波污染,有利于维护电网的纯净。
但是该模式也存在着不足:首先,高压电动反电势建立的速率与水阻变化的速率很难一致,从而造成了启动电流的斜率很大,严重时会迫使上一级开关跳闸。
其次,环境温度对启动性能的影响大。
再次,液体电阻装置体积大,增加基建投资。
第四,必须经常维护,须定期加液体保持液位。
最后,安全性一般,液体易“开锅”[5]。
参考文献
[1] 谢淼舟,康宏涛,贺丽华.变频调速在包钢轨梁厂辊道电机上的应用[J].包钢科技,2007(5):123~125.
[2] 张民.高速线棒材工程直流传动调速系统整流变压器容量的选择[C].中国计量协会冶金分会2009年年会论文集,2009:206~208.
[3] 贺丽华,王斌.矢量控制在薄板精轧机变频调速中的应用[J].包钢科技,2008(2):223~225.
[4] 滑祥,袁荣科,赵勇.P340系列装置在TRT发电机保护中的应用[C].2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集,2010:156~158.
[5] 闫泽陆.DEP-800综合自动化装置在开关站中的应用[J].包钢科技,2010(5):155~159.。