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电动机节能软起动器分析

电动机控制问题的提出

      三相交流异步电动机是应用最为广泛的电气设备。但它直接起动时产生的电流冲击和转矩冲击会对电网、电动机本身及其负载机械设备带来不利影响,对于容量较大的电动机,这些危害也就尤为严重。

传统起动器

      目前,我国大部分电动机通常采用直接起动、Y/Δ控制起动和自耦变压器起动。这些传统起动器价格低廉,通过降低电动机的起动电压来建设起动电流,起动方式采用分步跳跃上升的恒压起动,因此,起动过程中存在二次冲击电流和冲击转矩,而且接触器故障多、电动机冲击电流大、冲击转矩大、冲击力矩大、效率低。但现在的Y/Δ起动器已经具有电动机保护和监控功能,技术水平和外观与以前相比已有很大的改观,可以满足中小容量无特殊要求的空载或轻载起动的控制要求。

现代软起动器

      现代软起动器主要有变频调速及晶闸管调压软起动器2种软起动器方案。其中,变频器调速软起动器价格昂贵,常用于控制要求起动转矩较大的中压电动机。晶闸管调压软起动器的价格略高于自耦变压器起动器和Y/Δ起动器,系统工作时对电网无过大冲击,可大大降低系统的配电容量,机械传动系统振动小,起动、停车平滑稳定,可提高电动机的使用寿命和经济效益。

晶闸管调压软起动器

      晶闸管调压软起动器采用大功率可控硅作主回路开关元件,通过改变可控硅的导通角来实现电动机电压的平稳升降和无触点通断。起动电流可根据负载和工况任意设定。起动器还能自动监视电动机的功率因数和负载情况,经过计算来决定电动机的运行电压,以便提高电动机功率因数,使其以小电流运行,降低损耗,提效率高。它是实现电动机准确控制、替代传统起动器的理想选择。

变频器调速软起动器

      采用变频器控制的电动机具有良好的动态、静态性能,在低速时也可以任意调节电动机转矩,起动转矩高达150%的额定转矩。它可以恒转矩起动电动机,起动电流可限制在150%的额定电流以内,可以实现自由停车、软停车、泵停机、直流制动,满足有特殊要求的电动机控制。

软起动器控制电动机的几个重要概念

    1)脉冲突跳起动方式

       ----对于静阻力矩较大的负载,必须施加一个短时的大起动力矩,以克服静摩擦力,这就要求起动器可以短时输出90%的额定电压。

    2)接触器旁路工作模式

       ---当电动机全速运行后,用旁路接触器来取代已完成任务的软起动器,以降低晶闸管的热耗,有源滤波器提高系统效率。在这种模式下用一台软起动器起动多台电动机。

    3)节能运行模式

       ---电动机负荷较轻时,软起动器可自动降压,以此提高电动机功率因数。

    4)软停车

       ---在不希望电动机突然停车的场合,可以通过软停车方式来逐步降低电动机端电压。

    5)泵停车

       ---对惯性力矩较小的泵,软起动器在起动和停机过程中,实时检测电动机的负载电流,根据泵的负载和速度特性调节输出电压,消除“水锤效应”。

    6)动力制动

    在惯性力矩大的负载或需要快速停机的场合,可以向电动机输入直流电,以实现快速制动。

      保瓦博士软启动智能节电控制器是一种将电力电子技术、微处理器和模糊控制理论相结合的专门为各种规格的三相异步电动机设计的新型启动装置。它能无阶跃地平稳启动/停止电机 ,可以避免因采用直接启动、星/三角启动、自耦减压启动等传统启动方式而引起的机械与电气冲击等问题,并能有效地降低启动电流及配电容量,避免增容投资。

      “保瓦博士”在节电运行时,控制软件根据定子电流值及功率因数情况,不断进行运算,根据负载的实际情况实时调节供给电动机的能量,避免电动机过激励造成的能量浪费,实现节电。它技术含量高,具备的电动机、装置、负载保护功能(如过流、输入/输出缺相、晶闸管短路、过热保护等),由此可延长机械设备的使用寿命,减少设备的维修量,提高经济效益;其性能可靠、操作简便,广泛应用于石化、冶金、环保、食品机械、农业灌溉和建筑等行业 。

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