高壓電動(dòng)機(jī)液阻軟啟動(dòng)系統(tǒng)測(cè)試研究

梅文濤

【摘 要】基于高壓電動(dòng)機(jī)液態(tài)變阻軟啟動(dòng)裝置的系統(tǒng)構(gòu)成以及對(duì)其工作原理的分析，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的恒流軟啟動(dòng)，經(jīng)測(cè)試將啟動(dòng)電流由原來(lái)的1000A左右降低到360A，改善了水泵機(jī)組電機(jī)的啟動(dòng)性能，減少了對(duì)電網(wǎng)的電壓擾動(dòng)，有效控制了連續(xù)啟動(dòng)性能的穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】高壓電動(dòng)機(jī)；軟啟動(dòng)；液態(tài)變阻

Test and Research on Liquid Resistance Soft Start System of High Voltage Motor

Mei Wentao

（Tianjin Bohai Vocational and Technical College，Tianjin 300402）

Abstract：Based on the system configuration of the liquid rheostat soft start device of high voltage motor and the analysis of its working principle，the constant current soft start of the motor is realized.After the test，the starting current is reduced from the original 1000A to 360A，which improves the motor of the pump unit.The startup performance reduces the voltage disturbance to the grid and effectively controls the stability of the continuous startup performance.

Key words：high voltage motor；soft start；liquid varistor

當(dāng)今社會(huì)礦用高壓水泵的電機(jī)容量越來(lái)越大，企業(yè)對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制和測(cè)試都成為一個(gè)較為緊迫的問(wèn)題。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展高壓電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制系統(tǒng)中較為關(guān)鍵的軟啟動(dòng)裝置有多種選擇方式，液阻軟啟動(dòng)裝置具有可以串在繞線(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路實(shí)現(xiàn)重載軟啟動(dòng)、液阻熱容量大、阻值可以無(wú)級(jí)控制、在軟啟動(dòng)過(guò)程中不產(chǎn)生高次諧波和售價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此，在高壓水泵電動(dòng)機(jī)的控制中成為首選。

1.液阻軟啟動(dòng)系統(tǒng)及工作原理

1.1系統(tǒng)構(gòu)成

在定子回路中串入電液變阻啟動(dòng)器為三相電阻。電液變阻器由3個(gè)相互絕緣的環(huán)氧樹(shù)脂電液箱構(gòu)成，內(nèi)部分別裝有濃度可調(diào)的電解液和一組相對(duì)應(yīng)的電極，通過(guò)調(diào)整上部動(dòng)極板和下部定極板之間的間距來(lái)改變兩個(gè)極板之間液體電阻的阻值，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)繞組中串聯(lián)電阻的調(diào)整及切換。如圖1所示。

1.2工作原理

在機(jī)組的正常工作過(guò)程中應(yīng)能實(shí)現(xiàn)2種運(yùn)行狀態(tài)：在正常運(yùn)行中，在定子回路中串入電液變阻啟動(dòng)器的三相電阻，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)；如果液態(tài)變阻軟啟柜出現(xiàn)故障，通過(guò)將星點(diǎn)重新硬連接短接，就可以實(shí)現(xiàn)直接啟動(dòng)，既不影響生產(chǎn)，又可以將故障的液態(tài)變阻軟啟柜切換出來(lái)進(jìn)行設(shè)備檢修和維護(hù)。

2.控制系統(tǒng)仿真與液阻測(cè)量

2.1仿真測(cè)試

根據(jù)供電系統(tǒng)的現(xiàn)狀和電動(dòng)機(jī)廠(chǎng)家的要求設(shè)定電機(jī)啟動(dòng)的條件為：

（1）電流控制在 ；（2）啟動(dòng)時(shí)間40-65s；（3）母線(xiàn)壓降≤15%。

根據(jù)數(shù)據(jù)借助計(jì)算機(jī)MALTAB仿真出5000KW電動(dòng)機(jī)的三組曲線(xiàn)，從中選取最滿(mǎn)意的一條模擬仿真曲線(xiàn)，如圖2。

2.2啟動(dòng)初始液阻值R

液阻的配置過(guò)程將軟啟動(dòng)裝置活動(dòng)極板調(diào)至允許啟動(dòng)位置，打開(kāi)三相互絕緣的環(huán)氧樹(shù)脂電液箱蓋板，向箱內(nèi)注入清潔的自來(lái)水至液位線(xiàn)以下約20cm處，將電液粉用溫水溶解后進(jìn)行配置，然后利用軟啟動(dòng)裝置柜內(nèi)預(yù)留的AC24V測(cè)量電源，采用“伏安法”測(cè)量出實(shí)際配置的液體電阻值，在邊測(cè)量邊攪拌的情況下，將溶解的電液適量注入電液箱中，通過(guò)如下公式計(jì)算出的R值。

式中， 為串 前啟動(dòng)電流與額定電流之比，取4～7； 為串入 后啟動(dòng)電流與額定電流之比，取2.5～3； 為電動(dòng)機(jī)額定工作電流； 為電動(dòng)機(jī)額定工作電壓。

3.系統(tǒng)供電方式及機(jī)組啟動(dòng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和曲線(xiàn)

某型號(hào)高壓交流電動(dòng)機(jī)的測(cè)試數(shù)據(jù)列于圖3，其啟動(dòng)曲線(xiàn)見(jiàn)圖4。從試車(chē)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)看，液阻啟動(dòng)裝置用于6kw高壓籠型電機(jī)有以下優(yōu)越性：

（1）電機(jī)啟動(dòng)電流小。初始沖擊值不大于2倍額定電流，最大電流小于2.5倍額定電流。

（2）整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程非常平穩(wěn)，對(duì)電網(wǎng)基本上不會(huì)造成主變過(guò)負(fù)荷和電機(jī)過(guò)熱現(xiàn)象。

（3）6kw母線(xiàn)壓降小。其它運(yùn)行中高壓電機(jī)不受影響，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示最大母線(xiàn)壓降為14.7%Ue，完全符合電網(wǎng)要求。

（4）軟啟動(dòng)裝置價(jià)格低，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于維護(hù)與觀(guān)察。

（5）用戶(hù)可根據(jù)用電情況對(duì)啟動(dòng)時(shí)間、接入液阻值進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)試。

（6）液阻啟動(dòng)裝置是液態(tài)導(dǎo)電，通過(guò)大電流時(shí)不受電動(dòng)應(yīng)力，由于降低了啟動(dòng)電流，具有一定的節(jié)能效果。

4、總結(jié)

液阻軟啟動(dòng)裝置在水泵機(jī)組上的成功應(yīng)用，解決了電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)4～7倍額定電流的啟動(dòng)電流問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)，減少了對(duì)電網(wǎng)的電壓擾動(dòng)。今后還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)在液阻軟啟動(dòng)裝置的研究及運(yùn)行數(shù)據(jù)的積累和分析，特別是在日常維護(hù)保養(yǎng)、提高裝置運(yùn)行的可靠性方面，為其推廣和應(yīng)用提供依據(jù)。

基金項(xiàng)目：2018年天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研項(xiàng)目《高壓交流電動(dòng)機(jī)液阻軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》（項(xiàng)目編號(hào)：2018006）

參考文獻(xiàn)：

[1]李華得.電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.

[2]王書(shū)林.液阻軟啟動(dòng)裝置在煤礦主排水系統(tǒng)中應(yīng)用分析[J].煤礦機(jī)械.2009.

（作者單位：天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院）