電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)原理及應(yīng)用

劉增奇

【摘要】本文主要分析了電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的原理，探討了電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)的主要方法和應(yīng)用.

【關(guān)鍵詞】電動(dòng)機(jī)；軟啟動(dòng)；原理；應(yīng)用

一、前言

目前，電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)的應(yīng)用還不夠廣泛，為了提升電動(dòng)機(jī)應(yīng)用的效果，有必要進(jìn)一步分析電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)的原理和應(yīng)用的場合。

二、軟啟動(dòng)簡述

1、電機(jī)啟動(dòng)特性

異步電機(jī)啟動(dòng)性能主要有兩個(gè)指標(biāo)，啟動(dòng)電流倍數(shù)和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)， 軟啟動(dòng)器是就是在啟動(dòng)時(shí)通過改變加在電機(jī)上的電源電壓，以減小啟動(dòng)電流、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 電動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)啟動(dòng)方式有自耦減壓、Y/△減壓等方式，其共同特點(diǎn)是控制線路簡單， 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不可調(diào)并有二次沖擊電流， 對負(fù)載有沖擊轉(zhuǎn)矩。 軟啟動(dòng)可以有效地降低電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流， 其啟動(dòng)電流僅為標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)硬啟動(dòng)電流的 50%，是高效電動(dòng)機(jī)硬啟動(dòng)電流的 20%（見圖 1） 。軟啟動(dòng)的限流特性可有效限制浪涌電流，避免不必要的沖擊力矩以及對配電網(wǎng)絡(luò)的電流沖擊，有效地減少線路刀閘和接觸器的誤觸發(fā)動(dòng)作；對頻繁啟停的電動(dòng)機(jī)，可有效控制電動(dòng)機(jī)的溫升，大大延長電機(jī)的使用壽命。

2、固態(tài)（晶閘管電子）軟啟動(dòng)的原理

目前應(yīng)用較為常見軟啟動(dòng)器時(shí)晶閘管（SCR）軟啟動(dòng)。

晶閘管軟啟動(dòng)原理：在三相電源與電機(jī)間串入三相聯(lián)晶閘管，利用晶閘管移相控制原理 ，改變晶閘管的觸發(fā)角，啟動(dòng)時(shí)電機(jī)端電壓隨晶閘管的導(dǎo)通角從零逐漸上升，就可調(diào)節(jié)晶閘管調(diào)壓電路的輸出電壓，電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸增大，直至達(dá)到滿足啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求而結(jié)束啟動(dòng)過程；軟起動(dòng)器的輸出是一個(gè)平滑的升壓過程（且可具有限流功能） ，直到晶閘管全導(dǎo)通，電機(jī)在額定電壓下工作；此時(shí)旁路接觸器接通（避免電機(jī)在運(yùn)行中對電網(wǎng)形成諧波污染，延長晶閘管壽命），電機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)；停車時(shí)先切斷旁路接觸器，然后由軟啟動(dòng)器內(nèi)晶閘管導(dǎo)通角由大逐漸減小，使三相供電電壓逐漸減小，電機(jī)轉(zhuǎn)速由大逐漸減小到零，停車過程完成。

三、現(xiàn)階段電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)與保護(hù)方式

近年來，電子式軟啟動(dòng)方式將成為電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的主要方式，硬啟動(dòng)逐步被電子式軟啟動(dòng)方式代替，原有的硬啟動(dòng)也被改造，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)全面代替硬啟動(dòng)。

1、 電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置選擇

電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置的選擇主要取決于它的啟動(dòng)方式和停車方式。

限電流啟動(dòng)模式就是限制電機(jī)的啟動(dòng)電流， 主要用于輕載啟動(dòng)和對電機(jī)啟動(dòng)電流有嚴(yán)格要求的場合；電壓斜坡啟動(dòng)模式就是把電機(jī)電壓由小到大斜坡線性增加， 主要用于重載啟動(dòng)和對啟動(dòng)電流要求不嚴(yán)格而啟動(dòng)平穩(wěn)性較高的場合；突跳啟動(dòng)模式就是在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)， 先給電機(jī)施加一個(gè)較高的固定電壓并持續(xù)一段時(shí)間， 以克服靜阻力距， 主要用于重載動(dòng)， 但是突跳時(shí)會(huì)給電網(wǎng)造成沖擊；轉(zhuǎn)矩控制啟動(dòng)模式就是把電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩由小到大斜坡線性增加， 主要適用于重載啟動(dòng)；電壓控制啟動(dòng)模式就是保證啟動(dòng)電壓壓降不變的情況下， 使電機(jī)發(fā)揮出最大啟動(dòng)力矩， 主要用于輕載啟動(dòng)。

2.軟啟動(dòng)保護(hù)

軟啟動(dòng)的保護(hù)功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)硬啟動(dòng)器的保護(hù)功能。

在過載保護(hù)：軟啟動(dòng)器在電流控制壞的作用下可以隨時(shí)感知電動(dòng)機(jī)中變化的電流，為了達(dá)到過載保護(hù)功能，可以通過增加過載電流的設(shè)定和反時(shí)限控制模式實(shí)現(xiàn)，在電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)發(fā)出報(bào)警信號。

缺相保護(hù)：工作時(shí)，軟啟動(dòng)器隨時(shí)檢測三相線電流的變化，一旦發(fā)生斷流，即可作出缺相保護(hù)反應(yīng)。

過熱保護(hù)：熱繼電器可以在軟啟動(dòng)器內(nèi)部檢測晶閘管散熱器的溫度，在溫度過高時(shí)，它將關(guān)斷晶閘管，并發(fā)出報(bào)警信號。

四、軟啟動(dòng)裝置的應(yīng)用

我局近20座低壓泵站原來大多采用星三角啟動(dòng)和自耦變降壓啟動(dòng)方式，這兩種啟動(dòng)方式啟動(dòng)電流較大，發(fā)熱嚴(yán)重，對設(shè)備絕緣要求比較高，而且頻繁啟動(dòng)會(huì)燒毀接觸器和斷路器及自耦變壓器，甚至燒毀電動(dòng)機(jī)，而且運(yùn)行不穩(wěn)定，事故頻發(fā)，給運(yùn)行和維護(hù)帶來很大不便。近年來隨著科技的發(fā)展，軟啟動(dòng)裝置技術(shù)日趨成熟和廣泛應(yīng)用，軟啟動(dòng)技術(shù)不僅用于低壓電機(jī)的啟動(dòng)上，而且已經(jīng)用于高壓電機(jī)的啟動(dòng)上，目前我局大部分低壓泵站都進(jìn)行了技術(shù)改造，軟啟動(dòng)裝置基本替代了原來的降壓啟動(dòng)方式；高壓電機(jī)的軟啟動(dòng)技術(shù)還沒有應(yīng)用。

五、結(jié)束語

綜上所述，在熟知電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)的情況下，要進(jìn)一步科學(xué)合理的使用軟啟動(dòng)技術(shù)，使它的應(yīng)用越來越廣泛，確保我們設(shè)備能夠安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐振鵬.上灣洗煤廠6kV電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式的分析與改進(jìn)[J].煤炭工程.2013.

[2]張以都.國內(nèi)外重載機(jī)械設(shè)備軟啟動(dòng)技術(shù)的研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù).2011.

[3]王傳成.利用晶閘管交流調(diào)壓器實(shí)現(xiàn)大功率三相異步電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)[J].中國設(shè)備工程.2013.