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软启动装置在供水系统水泵电机上的应用

2019-11-22 14:24编辑:admin人气:


  交流鼠笼型异步电动机是油田应用最广泛的用电设备。但他是反电动势为主的负载,即他以反电动势来平衡外加电压。电机的反电动势随着转子转速的增加而逐渐增大,电动机在启动之初反电动势为o,所以启动时冲击电流很大,在电机容量较大时,会对电网及其他负载造成干扰甚至危害电网的安全运行。为了解决这个问题,采用多种降压启动方式:早期的串联电抗或电阻启动方式、自耦变压器降压启动方式、星-三角转换启动器等。

  利用晶闸管交流调压技术制作的软启动器则是从20世纪70年代开始推广的,以后美国宇航局工程师诺瓦又把功率因数控制技术结合进去,以及采用微电脑代替模拟控制电路,发展成现代的智能化软启动器。目前世界上许多电气公司都生产软启动器,GE公司的软启动器最大功率达到850 kW,额定电压500V,最大启动电流5 900A。美国BS公司还生产中压6-13kV,8kV同步或异步电动机,其最大功率达到10万kW。

1.笼型电动机几种启动方式的比较

  鼠笼型电动机几种启动方式的比较如表1所示。

  

2 软启动器的工作原理

  图1为软启动器主电路。可以看到他实际上是一个晶闸管调压调速的线路,改变触发导通角。,就可调节晶闸管调压电路的输出电压。其主要特点是电动机的转矩近似与定子电压的平方成正比。

  

  用软启动器启动电机时,晶闸管的输出电压逐渐增加,电动机逐渐加速,直至晶闸管全导通,电动机工作在额定电压的机械特性上。

3 在供水系统水泵上应用

  在吐哈油田应用情况:吐哈油田先后在第一水源转水系统中使用了施耐德公司的智能软起动300kW一台,运用其一拖三功能实现了三台电机的软启动。在鄯善转水泵房站使用了一台160kW施耐德AITISTART 46软起动器拖动三台132kW电机,在油田各水井配电装置中广泛使用了AITISTART启动器加无功补偿的技术,实现了吐哈油田供水系统的软启动及节电运行。选用泵控方式,提供了平滑的无级电动机加速,并且通过减少转矩波动,来减轻对电机、泵的损伤。从运行情况看来。达到满意效果。

  3.1 泵控功能的实现

  泵控功能是根据泵工作的特性曲线而选择的一种电机控制方式之一,该功能通过平滑地对电动机加速和减速,使泵在启动和停机期间减少水锤。微处理器分析电动机转速的变化,并发出指令控制电动机和降低在系统中产生喘振的可能性。启动时间可在o~30s范围内设置,停机时间可在0~120s范围内设置。

  3.2 运行状态

  软启动器可以有4种运行状态:

  (1)跨越运行模式 晶闸管处于全导通状态,电动机工作于全压方式,电压谐波分量可以完全忽略,这种方式常用于短时重复工作的电动机,如图2所示。

  

  (2)接触器旁路工作模式 在电动机达到满速运行时,用旁路接触器来取代已完成启动任务的软启动器,这样可以降低晶闸管的热损耗,提高系统的效率。在这种工作模式下,便有可能用一台软启动器去启动多台电动机。

  (3)节能运行模式 当电动机负荷较轻时.软启动器自动降低施加于电动机定子上的电压,减少了电机电流的励磁分量,从而提高了电动机的功率因数。

  (4)调压调速模式 软启动器既然是用晶闸管调压原理来实现的,他就可作调压调速运行,由于电动机转子内阻很小,其调速范围很小,只能在转差率为o~Sm间调整.要得到大范围的调速,就需在电动机转子中串入适当的电阻。

4 应用软启动器后的特点

  (1)采用泵控制功能,可以根据泵类负载特性检测电动机的相关参数并自动调节输出转矩,以最大限度地减少机械冲击现象。

  (2)相间平衡,利用相间平衡的功能,SMC控制器能连续监测三相线电压,并自动调节输出电压以平衡电动机的三相电流。

  (3)节能器,由于注水泵在工频运行下,电动机处于轻载或欠载的状态。具有节能器功能的SMC控制器,用他内置的反馈电路连续检测电动机负载。因为晶闸管可控输出电压,电动机的功率损耗通过减少电动机端子电压而降低。

  (4)内置的过载保护功能可以省去热继电器,使控制柜布线更加简单、迅速。

  (5)不需要增加任何传感器或仪表,就可读取电机的运行参数,如:电压、电流、功率、千瓦时、运行时间等。

  (6)该控制器可支持多种通讯协议。如RS232/422/485-DFl.DH-485等,为实现计算机数据采集和集中控制提供了通讯接口。

5 结 语

  软启动装置在水泵电机上使用,与采用自耦变压器相比。改善了启动特性,减少了机械损伤,减小了体积,加上灵活的使用方式及完善的功能,是理想的电机拖动装置。

(来源:未知)

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