羅貴

[摘 要]傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式是采用Y-△起動(dòng)和自耦降壓起動(dòng)等起動(dòng)方式。他們只能起到降低電動(dòng)機(jī)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊作用，能保證電動(dòng)機(jī)可靠的啟動(dòng)，但他不能有效的解決其他問題。JJR系列電機(jī)軟啟動(dòng)器，采用智能化數(shù)字控制，以單片機(jī)為智能中心，可控硅模塊為執(zhí)行元件對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行全自動(dòng)控制，它適用于各種負(fù)載的鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。使電動(dòng)機(jī)在任何工況下均能平滑起動(dòng)、保護(hù)拖動(dòng)系統(tǒng)、減少起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，保證電動(dòng)機(jī)可靠的啟動(dòng)。平滑減速停車，消除拖動(dòng)系統(tǒng)的反慣性沖擊。完整的系統(tǒng)保護(hù)功能，延長系統(tǒng)的使用壽命，降低系統(tǒng)的維護(hù)成本，提高系統(tǒng)的可靠性。兼容了所有起動(dòng)設(shè)備的各種功能，是傳統(tǒng)起動(dòng)星三角起動(dòng)、自耦減壓起動(dòng)、磁控減壓起動(dòng)等最理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。

[關(guān)鍵詞]軟啟動(dòng) 電動(dòng)機(jī) 星三角 減壓

中圖分類號(hào)：TK223.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1009-914X（2016）11-0001-02

引言

傳統(tǒng)的鍋爐低壓大功率給水泵電機(jī)多采用降壓啟動(dòng)，降壓裝置為自耦變壓器。在運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)交流接觸器燒毀、觸點(diǎn)粘連或自耦變壓器燒壞等現(xiàn)象，有時(shí)因啟動(dòng)壓降過大而導(dǎo)致其它正常運(yùn)行設(shè)備斷電停機(jī)。而且在停機(jī)時(shí)，電機(jī)突然失去轉(zhuǎn)矩，水泵靠系統(tǒng)的摩擦轉(zhuǎn)矩克服系統(tǒng)的慣性滑行停車，造成水錘現(xiàn)象。這些都嚴(yán)重影響了工廠的安全生產(chǎn)，而且自藕變壓設(shè)備笨重復(fù)雜，維護(hù)費(fèi)用較大、檢修工作量大。我公司鍋爐選用三臺(tái)380V，280kw 的三相交流鼠籠式異步電機(jī)作為給水泵的配套電機(jī)。針對(duì)交流電機(jī)以上傳統(tǒng)啟動(dòng)方式的不足，首次對(duì)這3臺(tái)給水泵電機(jī)啟動(dòng)方式進(jìn)行了改造，使用一種新的電機(jī)啟動(dòng)方式，即電機(jī)軟啟動(dòng)。

1、JJR5000軟啟動(dòng)器的工作原理

JJR5000電機(jī)軟啟動(dòng)器的主電路采用六個(gè)晶閘管反并聯(lián)后串接于交流電動(dòng)機(jī)的定子回路上。利用晶閘管的電子開關(guān)作用，通過微處理器控制其觸發(fā)角的變化來改變晶閘管的導(dǎo)通角，由此來改變電動(dòng)機(jī)輸入電壓大小，以達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)的軟起目的。當(dāng)啟動(dòng)完成后，軟啟動(dòng)器輸出到額定電壓。這時(shí)控制三相旁路接觸KM吸合，將電動(dòng)機(jī)投入電網(wǎng)運(yùn)行。如圖1所示：

2、JJR5000系列軟啟動(dòng)器的功能與特點(diǎn)

（1）三種起動(dòng)方式：電壓斜坡起動(dòng)方式可得到最大輸出轉(zhuǎn)矩，恒流軟起動(dòng)方式得到最大的限制啟動(dòng)電流，重載起動(dòng)方式使用于重型負(fù)載。

（2）停車方式：電壓斜坡停車，自由停車。

（3）可編程延時(shí)啟動(dòng)方式，可編程聯(lián)鎖控制。

（4）對(duì)輸入電源無相序要求。

（5）起動(dòng)時(shí)間、停車時(shí)間均可7數(shù)字修改。

（6）具有多種保護(hù)功能：對(duì)過電流，三相電流不平衡、過熱、缺相、電機(jī)過載等進(jìn)行保護(hù)。

（7）動(dòng)態(tài)故障記憶功能，便于查找故障原因，可最多記錄五個(gè)故障。

（8）可在線查找最大的起動(dòng)電流和最大的運(yùn)行電流。

（9）現(xiàn)場總線的全動(dòng)態(tài)控制檢測起動(dòng)器，易于組網(wǎng)。

（10）漢字顯示功能：LCD液晶屏顯示各種工況參數(shù)，編程及故障狀態(tài)下具有文字提示說明。

3、控制模式

JJR5000啟動(dòng)器采用雙單片機(jī)數(shù)字控制。具有全面的工作狀態(tài)LED顯示功能及多種保護(hù)?？蛇M(jìn)行軟啟、軟停。并設(shè)有計(jì)算機(jī)接口，能實(shí)現(xiàn)電腦操作及監(jiān)控運(yùn)行電壓、電流及故障狀態(tài)等功能。軟啟動(dòng)控制模式采用限流型，停車方式為軟停車。

（1） 限流軟啟動(dòng)控制模式：軟啟動(dòng)時(shí)輸出電壓從零迅速增加，直至輸出電流達(dá)到設(shè)定的電流限幅值，然后保證輸出電流在不大于該值的情況下電壓逐漸上升，電機(jī)逐漸加速至額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。在該控制模式下，電機(jī)以設(shè)定的電流為限幅值啟動(dòng)，電流的限值可在電機(jī)額定電流 的1.5—5.0倍內(nèi)調(diào)整。

（2） 軟停車：為克服突然停機(jī)造成的水錘現(xiàn)象，采用軟停方式。即在發(fā)出停車信號(hào)時(shí)電動(dòng)機(jī)端電壓逐漸減小，實(shí)現(xiàn)軟停機(jī)的目的。

（3）不同啟動(dòng)方式的電流波形比較：限流型啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流開始為零，逐漸增大，最后平穩(wěn)運(yùn)行。啟動(dòng)過程中電流小，曲線平滑，對(duì)設(shè)備及電網(wǎng)沖擊小。傳統(tǒng)方式啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流從最大開始；逐漸減小，最后平穩(wěn)運(yùn)行。啟動(dòng)過程中電流大，曲線波動(dòng)大，對(duì)設(shè)備及電網(wǎng)極易造成沖擊。

4、JJR5000系列軟啟動(dòng)器的操作系統(tǒng)

JJR5000系列軟啟動(dòng)器設(shè)有5位顯示和6個(gè)控制按鍵，分別是：RUN一啟動(dòng)鍵：在啟動(dòng)準(zhǔn)備狀態(tài)下按此鍵可使電機(jī)啟動(dòng)。ST0P/RST—停止/復(fù)位鍵：電機(jī)運(yùn)行時(shí)按此鍵進(jìn)人停車，編程狀態(tài)或故障狀態(tài)下按此鍵回到準(zhǔn)備狀態(tài)。PRG—編程鍵：準(zhǔn)備狀態(tài)下按此鍵進(jìn)入予編程；數(shù)據(jù)修改后按此鍵保留此數(shù)據(jù)。SHFT—換檔鍵：編程時(shí)按此鍵修改數(shù)據(jù)或退出修改狀態(tài)?！鳹一加減鍵：按▲鍵（或V鍵）增加（或減少）數(shù)據(jù)；持續(xù)按住▲（或V鍵）數(shù)據(jù)改變加快。該設(shè)備共有l(wèi)8種操作顯示功能，各種功能參數(shù)分別由數(shù)字0～9及字母ABCDER代碼顯示。功能參數(shù)在出廠時(shí)已經(jīng)設(shè)定完成。第一次開機(jī)前首先調(diào)出功能菜單，與說明書進(jìn)行對(duì)照比較，如功能代碼及出廠值與說明書相符，則表明該設(shè)備質(zhì)量完好，功能齊全?？梢苑判倪M(jìn)行開機(jī)操作。如果出廠參數(shù)值不適合用戶要求或參數(shù)丟失時(shí)，通過鍵盤簡單操作即可修改數(shù)值或置換出出廠參數(shù)，并能保持到下一次修改而不受掉電影響。

5、JJR5000系列全數(shù)字式軟啟動(dòng)器在柳化鍋爐給水泵的應(yīng)用

JJR5000系列全數(shù)字智能式交流電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器能有效地限制異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流。在水泵方面：利用軟停車功能，停止時(shí)緩解泵的水錘現(xiàn)象，節(jié)省了系統(tǒng)維修工作量；在球磨機(jī)方面：利用電壓斜坡啟動(dòng)，減少齒輪轉(zhuǎn)矩的磨損，減少維修工作量，即節(jié)省時(shí)間，又節(jié)省開支；在風(fēng)機(jī)方面：減少皮帶磨損和機(jī)械沖擊，節(jié)省了維修的費(fèi)用；在壓縮機(jī)方面：利用限流，實(shí)現(xiàn)了平滑啟動(dòng)，減少電動(dòng)機(jī)發(fā)熱，延長使用壽命等等。根據(jù)鍋爐給水泵電機(jī)實(shí)際情況和運(yùn)行特點(diǎn)，經(jīng)過長時(shí)間調(diào)研和選型，最后選用了JJR5000系列全數(shù)字式軟啟動(dòng)器，采用“一帶一”方式線性控制軟啟動(dòng)系統(tǒng)。即每一臺(tái)負(fù)載電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)由相應(yīng)的軟啟動(dòng)器來完成，選用長期工作制的軟啟動(dòng)器，可以對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)—運(yùn)行—停止的全過程控制，并且主接線及控制系統(tǒng)均很簡捷。如圖2所示。

5.1 參數(shù)設(shè)置

（1）泵控曲線：加速期間，在達(dá)到峰值扭矩之前，水泵控制程序?qū)⒆詣?dòng)控制電壓斜坡上升，降低峰值轉(zhuǎn)矩。

（2）初始電壓/電流：為了確保有啟動(dòng)信號(hào)后電機(jī)可以立即開始運(yùn)轉(zhuǎn)，將初始電壓設(shè)定為50%Un，初始電流設(shè)為100%FLA，以防初始電壓超過最大值時(shí)，起動(dòng)器可以用電流斜坡取代電壓斜坡。

（3）電流限制：鼠籠式電機(jī)的啟動(dòng)電流為400%一700%，根據(jù)所拖動(dòng)的負(fù)荷性質(zhì)，將電流限制設(shè)定為400%，以防止設(shè)定值太低超過了最大啟動(dòng)時(shí)間，而阻止電機(jī)完成加速過程和達(dá)到全速。軟啟動(dòng)過程關(guān)鍵要限制啟動(dòng)電流，當(dāng)電壓逐步升高直到接近給定限制電流時(shí)保持電壓不變。

（4）最大啟動(dòng)時(shí)間：最大允許啟動(dòng)時(shí)間從接到啟動(dòng)信號(hào)到加速過程結(jié)束為止。現(xiàn)場將其設(shè)為20s，如果在這個(gè)時(shí)間內(nèi)電壓沒有達(dá)到全壓，那么啟動(dòng)器會(huì)跳開電動(dòng)機(jī)，LED顯示“Long Start Time”信息。

（5）啟動(dòng)周期：為防止電機(jī)啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流對(duì)電機(jī)的沖擊，將啟動(dòng)周期設(shè)為15min。即啟動(dòng)失敗后，起動(dòng)器自動(dòng)進(jìn)入倒計(jì)時(shí)狀態(tài)，15min后才允許再次啟動(dòng)。

5.2 效果分析

使用軟啟動(dòng)后，對(duì)電機(jī)開機(jī)時(shí)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采樣，l#電機(jī)啟動(dòng)電流倍數(shù)為266%FLA，起動(dòng)時(shí)間t=8.1 s，空載電流為14%；2#電機(jī)啟動(dòng)電流倍數(shù)為265%FLA，起動(dòng)時(shí)間t=7.3 s，空載電流為13%； 3#電機(jī)啟動(dòng)電流倍數(shù)為260%FLA起動(dòng)時(shí)間t=7.5s，空載電流為14%，定子電流和轉(zhuǎn)矩在啟動(dòng)瞬時(shí)沖擊明顯減弱，變化趨于平緩，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備保護(hù)。

結(jié)束語

采用軟起動(dòng)啟動(dòng)鍋爐的給水泵，大大提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，經(jīng)過5年多的使用，取得了良好的效果，保證了鍋爐的給水，減少了維修工作量。采用軟啟動(dòng)器實(shí)現(xiàn)給水泵電機(jī)的軟啟動(dòng)、軟制動(dòng)，減少和緩解泵的水錘現(xiàn)象，節(jié)約了系統(tǒng)的維修費(fèi)用，延長其使用壽命；減輕啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，提高供電的可靠性和安全性。

參考文獻(xiàn)

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