谈电机软启动器的应用

文章编号：1009-6825（2013）02-0135-02
谈电机软启动器的应用
收稿日期：2012-11-08
作者简介：魏俊林（1962-），男，助理工程师
魏俊林
（太原市排水管理处，山西太原030006）
摘要：对电机软启动器的基本原理进行了简要分析，并对电机软启动器的选择和应用中的几个问题进行了初步探讨，以便在软启动器的选择和使用中更加合理完善。

关键词：电机软启动器，选择应用，回路
中图分类号：TU854文献标识码：A
随着电力电子技术的不断进步，电机软启动器以其卓越功能越来越受到各行各业青睐，应用愈加广泛，逐步取代了旧设备上的星三角启动器和自耦减压启动器。

电机软启动器的基本原理是采用双向晶闸管串联于电机主回路内，采用移相控制原理，利用微处理器改变晶闸管导通程度，输出电压按预先设计好的曲线上升，从而减少电机的启动电流值。

目前国内电机软启动器品种繁多，目不暇接，其功能日益增多，现就如何正确选用，谈几点粗浅看法，供大家参考。

1电机软启动器的正确选用
首先决定是否需要降压启动，比如，有的人在大容量低压系统离变电所较近的配电用回路中竟连20kW左右的电机也用上了软启动器，这实际上有害无益，不但增加了投资，也给维修带来了麻烦。

有人认为，现在信息及微电子产品多了，对电压的质量要求严了，不采用降压启动或软启动电网电压波动会影响上述设备正常工作。

实际情况并非如此，对电压质量要求严的设备通常会自带稳压装置。

为了正确选用电机软启动器，要分析负载的性质以及电机软启动器的各种功能。

负载有轻、中、重之分，一般来说，重载设备如较长的皮带输送机、破碎机、碾压机、研磨机及搅拌机等，当在机械工作中突然停电，机械里都有余料，待重新启动时，变成重载启动了。

需要特别指出的是，有人往往把风机及水泵当成轻载，实际不然，因流量与转速成正比，风压（扬程）亦与转速成正比，风机水泵所需轴功率与速度的立方成正比，因此，风机水泵随着转速升高，阻力越来越大，从而延长了启动时间，造成在启动过程中热继电器动作的事时有发生，实属重载启动设备。

对重载启动设备，电机必须输出较大的转矩，因此，选用软启动器时，应采用重载启动用软启动器，若选用普通型的，容量宜加大一级。

目前软启动器已向智能化迈进，除满足启动功能外，尚有过载、欠压、相不平衡，反相及负序等项保护，有的版面上带触摸屏、显示屏、逻辑菜单、通讯模块等，现场调节变的简单易行。

另外，还有自检功能、故障显示报警功能。

这些元件及功能都由各模块来完成。

设计选用及订货时，应根据实际应用选用所需某几项功能，否则会造成浪费。

2软启动回路中其他电器的合理选用
在电气成套柜制造中，有时设计单位的软启动器系统图中，有元件选用不当之处。

例如软启动回路总保护采用塑壳断路器，这种方案不尽合理。

断路器用来保护软启动器中的晶闸管，动作时间太慢，满足不了电子元件的保护要求，不如采用刀开关加快速熔断器方案或采用带快速熔断器的刀熔开关。

还有人采用隔离开关ң塑壳断路器ң快速熔断器ң接触器ң热继电器ң软启动器这一臃肿的做法。

其理由是隔离开关为塑壳断路器检修用，塑壳断路器用来保护线路及电机，快速熔断器保护软启动器。

这样不但投资大，而且占用了控制柜的安装空间，实不可取。

软启动器有过载保护，能否兼作电机的过载保护从而在回路中取消热继电器，这要具体情况具体分析，如果选用容量大的软启动器且其额定电流比电机额定电流大或者带有旁路接触器的回路，则必须在回路中加装热继电器对电机单独进行过载保护。

只有电机额定电流与软启动器电流一致且不带旁路接触器运行，才可不必加装热继电器对电机进行过载保护。

回路中是否要加旁路接触器，这是设计时要解决的问题，目前很多型号的软启动器自带旁路接触器，大多数观点认为，加旁路接触器是可取的。

尽管目前生产的晶闸管非常可靠，增加旁路接触器不但增加投资，而且增大了安装空间，但是晶闸管产生的谐波电流会对电网造成污染，若采用旁路接触器，只是启动期间对电网产生谐波污染，由于旁路运行，又增长了软启动器的使用寿命，减少了软启动器的故障率。

软启动器长期接入电网，正常工作时晶闸管全部导通，但仍会产生谐波污染，因为软启动器的质量不同有时在导通的状态下并非完全正弦波。

由于旁路接触器是在启动完毕后接入、切除时由软启动器进行电机软停止，因此旁路接触器是工作于AC-1工作类别下，AC-1工作类别，额定电流基本上与接触器的额定发热电流相等通过电流能力比AC-3工作类别下大得多。

这样旁路接触器按AC-3状态下的额定电流大大低于电动机的额定电流了。

例如，一台75kW的电机额定电流142A其旁路接触器按厂家推荐，采用额定电流75A即可满足要求，有人怀疑额定电流75A的接触器正常工作时怎么能通过142A，因为上述75A是接触器处于AC-3状态下工作，由于软启动与软停止，在AC-1工作类别下接触器用电能力差不多相当于AC-3类别工作时的2倍。

在很多设计单位进行设计工作时，经常把旁路接触器在AC-3类别下的额定电流选得与电机额定电流一样，或比电机额定电流还要大，实在是一种浪费（注：接触器额定电流平时指AC-3工作类别下的电流）。

3一台软启动器启动多台电机
有时为了节约投资采用一台软启动器启动多台电机，需要特别注意的是由于软启动器启动间隔时间不宜小于5min，当拖动设备为多台消防设备电机时，启动时间拖得太长很难满足消防时间要求，故不能采用。

但对一台工作一台备用且容量相等的设备一拖二的方案值得考虑，采用一拖几的方案只要在软启动回路中加装快速熔断器即可，在正常运行时每台电机主回路里的接触器
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第39卷第2期2013年1月山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol．39No．2
Jan．2013
文章编号：1009-6825（2013）02-0136-03
高层建筑前室送风口大小对烟气控制数值模拟
收稿日期：2012-10-27作者简介：王军（1979-），男
王
军
（安徽理工大学能源与安全学院，安徽淮南232001）
摘
要：针对不同正压送风口大小对高层建筑前室烟气控制效果的影响进行了分析，应用Fire Dynamic Simulation （FDS ）场模拟软
件对二道门关闭和半开状态下的不同的功率火灾进行模拟研究，研究结果表明，前室二道门半开情况下，在同一送风量下减小送风口截面积有利于提高正压送风防烟效果，随着火源功率的增加，送风口截面积的改变对烟气温度影响效果有限。

关键词：高层建筑，正压送风，风口大小，数值模拟中图分类号：TU972．4
文献标识码：A
0引言
近些年随着社会经济的快速发展，国家城镇化战略和新农村
建设的稳步推进，
高层建筑形式更广泛的出现在人们的视线中，但高层建筑火灾造成的财产损失和人员伤亡也逐年增加。

火灾
产生的烟气是造成人员伤亡的重要因素之一，
据国内外高层建筑火灾事故统计表明，火灾伤亡人员中有80%以上是由烟气引起
的，
其中大部分是吸入烟气中的烟尘颗粒和有毒气体致死的。

因此，火灾时预防烟气侵入人员疏散安全通道是保障人员安全的重
要途径，
加强高层建筑的防排烟研究具有重要意义。

高层建筑发生火灾时，机械正压送风在保证楼梯间和前室的
人员疏散安全方面起到了重要作用，前室是人员安全疏散路线中的重要集散点，前室的烟气控制效果直接影响着人员的疏散安全。

《高规》中规定了前室正压送风量的大小，并依据送风口风速不大于7m /s 的要求设计送风口截面积的大小，但对于送风口大小对烟气控制的影响效果未作详细说明。

本文运用FDS 软件模拟研究相同送风量下不同送风口截面面积对前室烟气控制的效果，分前室开向走廊的门（二道门）关和开两种情况讨论。

1建筑模型
高层建筑走廊前室模型局部示意图如图1，图2所示，共
15层，标准层高3．5m ，单层建筑面积约为800m 2
，总建筑面积约为12000m 2。

走廊内和前室设有吊顶，净高2．4m ，前室门尺寸
为1．4m ˑ2m ，
每层前室设1个送风口，走廊宽为2．0m ，模拟起火位置火源位于第8层西边的一个房间内。

前室送风口为常闭
式，发生火灾送风时打开着火层及相邻的上下楼层前室送风口，送风口下沿距前室地面200mm 。

设定建筑环境初始温度为20ħ。

火源设定主要是确定火灾发展曲线。

火灾发展曲线通常是由火灾增长类型和最大热释放速率2个主要参数组成。

火灾实际的燃烧过程是一个由初期缓慢增长的孕育期和随后的显著增
长期组成的非稳态过程，一般以t 2
火模型为代表，分为慢速、中速、快速和超快速4种类型。

根据我国上海市地方标准《民用建筑防排烟技术规程》可将此高层建筑火灾视为快速发展火灾。

图1高层建筑走廊前室局部示意图（正面
）
图2高层建筑走廊前室局部示意图（侧面）
2数值模拟
本文模拟计算采用美国国家标准技术研究院National Institu-te of Standards and Technology （NIST ）开发的火灾动力学场模拟软件FDS 进行模拟。

该模型可用数值方法求解适合低速的热驱动
流的Nervier-Stokes 方程，以火灾时的烟气流动和热传递为研究对象，
它主要利用质量守恒方程、能量守恒方程和动量守恒的偏微分方程来近似有限差分，并将空间划分为一系列网格，在单体网格内求解方程，确定火灾基本参数在空间各点上的分布及随时间发生的变化。

该模拟计算使用FDS5．0版本。

模拟中不考虑楼梯间正压送风，楼梯间开向前室的门（一道门）始终保持关闭，仅考虑门缝。

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设置三种工况下送风口的尺寸为只起旁路接触器的作用，工作类别属AC-1，因此其额定电流几乎
相当于电机额定电流的1/2。

这样既节约投资也比较稳妥。

以上几点抛砖引玉供大家在选择使用电机启动器时参考，以
期在选择使用中更加合理完善，
不足之处敬请指正。

Discussion on the application of motor soft starter
WEI Jun-lin
（Taiyuan Drainage Management Office ，Taiyuan 030006，China ）
Abstract ：This paper simply analyzed the basic principle of motor soft starter ，and discussed preliminary the selection of motor soft starter and some problems in application ，so as to the choice of soft starter and using more reasonable and perfect．Key words ：motor soft starter ，selection application ，loop
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631·第39卷第2期2013年1月
山西
建筑
SHANXI
ARCHITECTURE
Vol．39No．2Jan．2013。