交流電機軟起動器在造紙行業(yè)的應(yīng)用

BGND 2016-09-11

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前言

交流電機電子軟起動器的原理最早提出于上世紀七八十年代，上世紀九十年代初國內(nèi)最早由西安西普電力電子有限公司開發(fā)出了軟起動器。隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)及微電子技術(shù)的快速發(fā)展，國內(nèi)軟起動器的生產(chǎn)技術(shù)和質(zhì)量品質(zhì)得到很大提高，目前國內(nèi)產(chǎn)品品質(zhì)和性能基本與國外品牌接近。綜合產(chǎn)品品質(zhì)和市場占有國內(nèi)知名的軟起動品牌主要有西安西普、上海雷諾爾、長沙奧托等，同時日趨激烈的市場競爭也推動了產(chǎn)品的技術(shù)進步與市場的成長成熟，軟起動器進入了發(fā)展的黃金階段。當前軟起動器的應(yīng)用行業(yè)非常廣泛，如鋼鐵冶金、有色冶金、建材、水工業(yè)、環(huán)保領(lǐng)域、造紙、選煤焦化、石油化工、機械、暖通制冷等行業(yè)。

傳統(tǒng)交流異步電動機

的起動方式及存在問題

1.1全壓起動（直接起動）

將電動機的定子直接接入電網(wǎng)，電機定子可獲得電網(wǎng)的全電壓，該起動方法稱為電動機的全壓起動，全壓起動的特點：高起動電流,一般為額定電流的4~7倍；高起動轉(zhuǎn)矩,一般為電機額定轉(zhuǎn)矩的0.9~1.3倍；起動時間最短；存在很大的電流和轉(zhuǎn)矩的尖峰沖擊；起動裝置價格便宜。

過大的起動電流導(dǎo)致線路產(chǎn)生較大的壓降，影響電網(wǎng)上其它設(shè)備的正常運行，國家標準規(guī)定一般情況下起動電流在電網(wǎng)中引起的電壓降不超過電網(wǎng)額定電壓的10%（頻繁起動）或15%（不頻繁起動）就允許直接起動。

1.2串電阻（或電抗）降壓起動

串電阻（或電抗）降壓起動就是通常所說的定子電路串聯(lián)電阻（或電抗），起動時電流會在電阻（或電抗）上產(chǎn)生壓降，降低了電機定子繞組上的電壓，起動電流也從而減小。其優(yōu)點是起動平穩(wěn)，運行可靠，結(jié)構(gòu)簡單，起動階段功率因數(shù)較高，不足是起動轉(zhuǎn)矩減小過多，適于輕載和不頻繁起動。串電阻起動時電能損耗大，起動成本高，一般用于小容量電機起動，較大容量電機多用串電抗起動。

1.3星-三角降壓起動

電機繞組的6個端子均引到電機接線板上，電機起動時定子繞組接成星形，起動完成后轉(zhuǎn)變成三角形。星三角起動的特點：起動時接成星形的定子繞組的電壓和電流只有三角形接法時的0.577倍；星形起動時的三相線電流為三角形接法直接起動電流的1/3；星形起動時的起動轉(zhuǎn)矩也只有三角形接法直接起動時的1/3，一般用于輕載起動；起動時間較長；星三角切換時產(chǎn)生較大電流和轉(zhuǎn)矩的尖峰沖擊；星三角降壓起動裝置相對經(jīng)濟，允許多次起動，但需引出6根主線。

1.4自耦降壓起動

將電機的定子通過可有級調(diào)整電壓的自耦變壓器接至電網(wǎng)的降壓起動方式稱為自耦降壓起動。其特點是：需加一臺有抽頭可調(diào)起動電壓和電流的自耦變壓器，如QJ2型的抽頭分別為電源電壓的55%、64%、73%，根據(jù)允許的起動電流和所需的起動轉(zhuǎn)矩選擇抽頭電壓；起動電流和起動轉(zhuǎn)矩降低的比值相同，相對串電阻起動方式限流效果相同時起動轉(zhuǎn)矩較大，可用于較大負載起動；起動時間較長；在電壓轉(zhuǎn)換瞬間有尖峰電流和尖峰轉(zhuǎn)矩；起動設(shè)備體積較大，價格較高，不能頻繁起動。

1.5串飽和電抗降壓起動（磁控降壓）

飽和電抗器是帶有直流勵磁繞組的交流電抗器，改變直流勵磁電流就可控制鐵心的飽和程度，從而改變交流電抗值。電機起動時鐵心不飽和，電抗大，因而定子電壓降低，實現(xiàn)降壓起動。該起動方式的特點是：可實現(xiàn)區(qū)域恒流軟起動；適應(yīng)負載能力一般，對環(huán)境要求不高；起動特性硬，起始電壓約200V，用戶不能調(diào)整；存在1次較大尖峰電流和尖峰轉(zhuǎn)矩沖擊；設(shè)備占用空間大；一般不能頻繁起動。

直接起動和傳統(tǒng)的降壓起動方式，由于存在1~2次很大的起動沖擊尖峰電流（4Ie~6Ie以上）和很大的突跳轉(zhuǎn)矩沖擊，尤其對中大容量電機的傳動系統(tǒng)危害很大，突跳轉(zhuǎn)矩沖擊使軸承、齒輪磨損加重甚至損壞，減速箱故障率高，皮帶磨損嚴重甚至拉斷，沖擊電流導(dǎo)致電機繞組絕緣老化，電器設(shè)備壽命下降，設(shè)備維護率高，從而嚴重影響生產(chǎn)。所以一般地工業(yè)生產(chǎn)中55KW~90KW以上的電機在經(jīng)濟條件允許的情況下盡量采用軟起動方式。

STR系列數(shù)字式

電機軟起動器性能特點

STR智能電子軟起動器內(nèi)部主回路如圖1示，采用三對反并聯(lián)晶閘管串接于交流電機的定子回路上，通過微處理器控制其觸發(fā)角的變化來改變晶閘管的開通程度，由此來改變電動機輸入電壓的大小，以達到控制電動機軟起動的目的。當起動完成后，軟起動器輸出達到額定電壓，對于STRA系列軟起動器內(nèi)置旁路接觸器自動吸合，將電機投入電網(wǎng)運行。STRB系列軟起動器無內(nèi)置旁路接觸器，但有自動旁路輸出接口，可自動控制外配旁路接觸器吸合。

STR智能電子軟起動器有如下特點：

1）、起動電流可調(diào)，調(diào)整范圍一般為0.2~4倍電機額定電流；

2）、起始轉(zhuǎn)矩可調(diào),一般通過調(diào)整初始電壓(0~380V)進行調(diào)整；

3）、起動時間可根據(jù)負載情況適當調(diào)節(jié)；

4）、有自由停機及軟停機兩種停機模式，可根據(jù)負載及工況選擇設(shè)定；

5）、具有電流限副和電壓斜坡兩種起動模式，用戶可根據(jù)不同負載及具體要求自行設(shè)置選擇；

6）、具有點動運行功能，該功能對用戶試車或一些負載的定位等非常方便；

7）、具有14個外控端子，為用戶實現(xiàn)外部信號控制、遠程控制及系統(tǒng)自動化控制提供方便；

8）、操作方式有三種：鍵盤、外控端子、鍵盤及外控端子均可；

9）、外部控制可采用三線控制和兩線控制方式；

10）、可實現(xiàn)一臺軟起動器依次起動若干臺電機；

11）、可使用于頻繁起停的場合；