污水泵控制原理及優(yōu)化

劉洪建

摘要：設(shè)計(jì)了軟啟動器用于優(yōu)化污水泵的設(shè)計(jì)，以解決啟動/停止污水泵電機(jī)中的電流突然變化和其他障礙，從而使污水泵電機(jī)正常工作。介紹控制原理。隨后的工作不僅可以保證設(shè)備的穩(wěn)定啟動，而且還很安全，并可以延長泵電機(jī)的使用壽命。

關(guān)鍵詞：污水泵;軟啟動;電流突變

分類號：TH38

由于該國非常重視環(huán)境問題，因此所有公司在建設(shè)項(xiàng)目時(shí)都將加強(qiáng)污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。污水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是安全生產(chǎn)的重要指標(biāo)，特別是在煉油和化學(xué)工業(yè)中。排污系統(tǒng)中最常見的設(shè)備是輸出功率可變的排污泵電機(jī)。為確保污水處理系統(tǒng)正常運(yùn)行，首先請確保污水泵電機(jī)可以安全啟動/停止。

1現(xiàn)場問題與分析

中石油慶陽石化雨水收集項(xiàng)目的主要任務(wù)是將項(xiàng)目產(chǎn)生的污水泵送到污水處理系統(tǒng)，并利用自由落體將其排放到各種污水回收過程中。其中，35kW和82kW污水泵電動機(jī)在項(xiàng)目的初始測試后投入運(yùn)行，并受到諸如電動機(jī)電流突然變化，高啟動轉(zhuǎn)矩，葉輪松動和主軸磨損等障礙的困擾，形成水錘。這嚴(yán)重影響了整個(gè)設(shè)備的順利啟動。增加了后續(xù)檢查/維護(hù)工作量和維護(hù)成本，并縮短了泵的使用壽命。

圖1顯示了采用直接全壓啟動的污水泵的控制原理。圖1中的分析表明，污水泵由低壓柜式抽屜式斷路器QF控制。QF閉合后，如果按下啟動按鈕2SB，則接觸器KM線圈接通，膨脹接觸器中間繼電器KA1接通。監(jiān)視LCU屏幕以顯示泵的運(yùn)行情況。

按下停止按鈕1SB斷開KM，并且監(jiān)視LCU屏幕將指示泵已停止運(yùn)行。由于污水泵在全壓下直接啟動和停止，因此電動機(jī)電流迅速變化，并且水由于慣性力和法向力撞擊電動機(jī)葉輪，從而產(chǎn)生水錘效應(yīng)。為確保整個(gè)項(xiàng)目按時(shí)啟動，電氣領(lǐng)域的相關(guān)專家將對現(xiàn)場發(fā)生的問題進(jìn)行進(jìn)一步的總結(jié)和分析，并最終啟動/停止污水泵的直接全壓。被確定為電動機(jī)電流突然變化，主軸磨損和水錘效應(yīng)的主要原因。為了確定解決方案并節(jié)省轉(zhuǎn)換成本，作者反復(fù)搜索了相關(guān)的下水道泵負(fù)載控制原理圖，發(fā)現(xiàn)了三種啟動方法：星型/三角型啟動，軟啟動和變頻啟動。星型/三角形啟動的缺點(diǎn)是降低了污水泵電機(jī)的啟動電流并降低了啟動扭矩。存在諸如直接停止，啟動時(shí)間長，使用的組件過多以及電動機(jī)側(cè)的接線少等缺點(diǎn)。

2使用軟起動器解決現(xiàn)場問題

2.1軟起動器的工作原理

軟起動器是一種新型的電動機(jī)控制設(shè)備，集軟起動、軟停止、輕載節(jié)能和電動機(jī)的多種保護(hù)功能于一體。它使用一個(gè)用于三相電源的定子回路和與電動機(jī)串聯(lián)的三對反并聯(lián)晶閘管。利用晶閘管的相移控制原理，可控硅的開度由微處理器改變，因此電動機(jī)輸入電壓根據(jù)預(yù)設(shè)的功能關(guān)系逐漸升高。起動時(shí)，電機(jī)端子電壓與晶閘管的導(dǎo)通角一起從零開始達(dá)到起動轉(zhuǎn)矩，并逐漸上升直到起動過程完成。起動完成后，軟起動器輸出額定電壓，并且旁路接觸器接通。..電機(jī)將處于穩(wěn)定狀態(tài)。停止時(shí)，首先關(guān)閉旁路接觸器，然后增大軟起動晶閘管的導(dǎo)通角，然后逐漸減小其導(dǎo)通角，逐漸降低三相電源電壓，并將電動機(jī)速度逐漸降低至零。將下降到。完成關(guān)機(jī)過程。旁路接觸器確保晶閘管僅在其啟動和停止時(shí)才運(yùn)行，從而防止了晶閘管在長期運(yùn)行期間變熱。

2.2 PST系列軟起動器關(guān)鍵技術(shù)

軟啟動器的啟動電流可以控制為電機(jī)額定電流的2到5倍（直接啟動為5到7倍），因此污水泵電機(jī)可以平穩(wěn)啟動，如圖2所示。

電動機(jī)啟動時(shí)，水泵的速度隨著啟動器的啟動時(shí)間逐漸增加，隨著啟動器的停止而逐漸降低，并且加速度穩(wěn)定。

軟起動器旁路接觸器允許您選擇使用外部還是內(nèi)部。主要目的是減少軟起動器的發(fā)熱并減少軟起動器的功耗。它也可以用作緊急備份。每小時(shí)啟動次數(shù)。

3效果測試

由于優(yōu)化的設(shè)計(jì)，污水泵不會在全壓下直接啟動和停止，從而消除了初始安裝過程中的水錘效應(yīng)。在野外使用近四個(gè)月后，就可以看到它使用軟起動器處理污水。泵負(fù)載提高了設(shè)備的可靠性并滿足了生產(chǎn)需求。效果主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

1、污水泵電機(jī)的啟動電流大大降低，配電能力降低，整個(gè)配電室的投資也增加了。

2、污水泵上的負(fù)載提供了平穩(wěn)的啟動，并且不影響污水泵和污水管道，從而提高了電力系統(tǒng)的整體可靠性和污水排放的可靠性。

3、污水泵的負(fù)荷采用軟停止模式，以減少對污水泵機(jī)械部件的影響，防止水錘并延長污水泵及相關(guān)設(shè)備的使用壽命。

4、集成了污水泵電機(jī)的多種啟動模式和保護(hù)功能，以避免發(fā)生事故。

5、軟起動器具有安裝簡便，操作方便，全面保護(hù)和可靠運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)，可確保安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，以及今后的檢查和維護(hù)工作。減少負(fù)載和停機(jī)時(shí)間的檢查和維護(hù)時(shí)間。

結(jié)論

通過優(yōu)化使用軟啟動器控制污水泵電機(jī)的設(shè)計(jì)，可以提高啟動/停止時(shí)泵組的性能。這種控制方法不僅適用于污水泵，還適用于風(fēng)扇和壓縮機(jī)。以及運(yùn)輸工具和其他類型的負(fù)載。通過使用軟啟動器，可以改善污水泵的啟動和停止，即使啟動后也能保持穩(wěn)定和安全，減輕了泵單元電機(jī)的檢查和維護(hù)負(fù)擔(dān)，并延長了使用壽命將被擴(kuò)展。在將來的工作中，當(dāng)發(fā)生此類負(fù)載時(shí)，請直接選擇軟啟動器以啟動低壓柜控制設(shè)計(jì)。這為所有者和制造商都提供了便利。

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