鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)啟動(dòng)與軟啟動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)

鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)啟動(dòng)與軟啟動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)一、刖言隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的日新月異，鉆井設(shè)備的更新與發(fā)展，對(duì)電氣配套設(shè)備的技術(shù)要求也越來越高。軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。如：水站配電柜、高低壓移動(dòng)變電站、無人值守泵站、無人值守供熱站、各種遙控調(diào)度系統(tǒng)、生產(chǎn)作業(yè)自動(dòng)化等等。這正是國家實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，也是每一個(gè)技術(shù)人員肩負(fù)的重要責(zé)任。軟啟動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用，給我們提出了很多要求。如電網(wǎng)的波動(dòng)性，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的智能配套等，都要求越來越嚴(yán)格。作為重要驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)來說，它的控制方式受到廣大技術(shù)人員的高度重視。既要為智能控制打下良好基礎(chǔ)，又要降低電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。所以，不得不在電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)設(shè)備上做工作。鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)電子軟啟動(dòng)器的誕生給技術(shù)人員解決了這個(gè)問題。它既能改變電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性保護(hù)拖動(dòng)系統(tǒng)，更能保證電動(dòng)機(jī)可靠起動(dòng)，又能降低起動(dòng)沖擊，而且配有計(jì)算機(jī)通訊接口實(shí)現(xiàn)智能控制。二、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式的選擇傳統(tǒng)啟動(dòng)裝置與軟啟動(dòng)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)啟動(dòng)方式有自耦減壓、Y/△減壓、延邊△減壓及串電抗器減壓（磁控式），其共同特點(diǎn)是控制線路簡單，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不可調(diào)并有二次沖擊電流，對(duì)負(fù)載有沖擊轉(zhuǎn)矩。如電網(wǎng)電壓下降可能會(huì)造成堵轉(zhuǎn)。上述方式在停機(jī)時(shí)均為瞬間動(dòng)作，如無機(jī)械緩沖裝置會(huì)對(duì)相關(guān)設(shè)備造成損壞。軟啟動(dòng)裝置有下特點(diǎn)：1）降低電機(jī)啟動(dòng)電流和配電容量，避免增容投資。 2）降低啟動(dòng)機(jī)械應(yīng)力，延長電機(jī)及相關(guān)設(shè)備的壽命。 3）啟動(dòng)參數(shù)可視負(fù)載調(diào)整，以達(dá)到最佳啟動(dòng)效果。 4）多種啟動(dòng)模式及保護(hù)功能，易于改善工藝、保護(hù)設(shè)備。5）備有外控端子，可方便實(shí)現(xiàn)異地控制或自動(dòng)控制。 6）全數(shù)字開放式操作顯示鍵盤，操作靈活簡便。 7）高度集成的Intel微處理器控制系統(tǒng)，性能可靠。8）大電流無觸點(diǎn)交流開關(guān)無級(jí)調(diào)壓，調(diào)壓范圍寬、過載能力強(qiáng)。 9）產(chǎn)品可用作頻繁或不頻繁啟動(dòng)。有關(guān)研究資料報(bào)道，絕大部分故障都是在啟動(dòng)過程中出現(xiàn)的，軟啟動(dòng)的出現(xiàn)，避免了以上傳統(tǒng)啟動(dòng)的缺點(diǎn)。作為應(yīng)用最廣泛的鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)，它采用降壓起動(dòng)的條件：一是電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，機(jī)械不能承受全壓起動(dòng)的沖擊轉(zhuǎn)矩；二是電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，其端電壓不能滿足規(guī)范要求；三是電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，影響其他負(fù)荷的正常運(yùn)行。對(duì)于降壓起動(dòng)目前有兩種方式，一種是降壓起動(dòng)，一種是軟起動(dòng)。他經(jīng)過了三個(gè)發(fā)展階段，一是“Y-A”起動(dòng)器和自藕降壓起動(dòng)器，二是磁控式軟啟動(dòng)器，三是目刖最先進(jìn)最流行的電子軟啟動(dòng)器。電子軟啟動(dòng)器一般都是采用16位單片機(jī)進(jìn)行智能化控制，他既能保證電動(dòng)機(jī)在負(fù)載要求的起動(dòng)特性下平滑起動(dòng)，又能降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊，同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)直接計(jì)算機(jī)通訊控制，為自動(dòng)化智能控制打下良好的基礎(chǔ)。它們的造價(jià)比較是：“Y-A”起動(dòng)器須六根出線而且故障率太高，維修費(fèi)也高已不常采用，自藕方式每個(gè)千瓦80元左右，磁控的每千瓦150元左右，自藕和磁控的體積較大且故障率較高，維修費(fèi)較高，電子軟啟動(dòng)器每個(gè)千瓦在100元到200元之間，一般情況下，一臺(tái)開關(guān)柜能放多臺(tái)電子軟啟動(dòng)器，節(jié)省工程造價(jià)，且故障率較低，維修費(fèi)也低。所以，電子軟啟動(dòng)器應(yīng)是我們首選的目標(biāo)。三、電子軟啟動(dòng)器的選擇通過以上所述，毋庸置疑地在工程設(shè)計(jì)和工程改造中，要想改善工藝提高自動(dòng)化水平，降低成本提高企業(yè)效益，對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)就必須首先采用先進(jìn)的起動(dòng)設(shè)備？？電子軟啟動(dòng)器。軟啟動(dòng)的工作原理在三相電源與電機(jī)間串入三相聯(lián)晶閘管，利用晶閘管移相控制原理，啟動(dòng)時(shí)電機(jī)端電壓隨晶閘管的導(dǎo)通角從零逐漸上升，電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸增大，直至達(dá)到滿足啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求而結(jié)束啟動(dòng)過程，此時(shí)旁路接觸器接通（避免電機(jī)在運(yùn)行中對(duì)電網(wǎng)形成諧波污染，延長晶閘管壽命），電機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)，停車時(shí)先切斷旁路接觸器，然后由軟啟動(dòng)器內(nèi)晶閘管導(dǎo)通角由大逐漸減小，使三相供電電壓逐漸減小，電機(jī)轉(zhuǎn)速由大逐漸減小到零，停車過程完成。軟啟動(dòng)的起停方式3.1電壓斜坡軟啟動(dòng)啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，軟啟動(dòng)器的電壓快速升至U1，然后在設(shè)定時(shí)間t內(nèi)逐漸上升，電機(jī)隨著電壓上升不斷加速，達(dá)到額定電壓和額定轉(zhuǎn)速時(shí)，啟動(dòng)過程完成如圖2。3.2限流啟動(dòng)啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，軟啟動(dòng)器的輸出電壓迅速增加，直到輸出電流達(dá)到限定值，保持輸出電流不大于該值，電壓逐步升高，使電動(dòng)機(jī)加速，當(dāng)達(dá)到額定電壓、額定轉(zhuǎn)速時(shí)，輸出電流迅速下降至額定電流，啟動(dòng)過程完成，如圖1。該方式用于某些需快速啟動(dòng)的負(fù)載電機(jī)。3.3斜坡限流啟動(dòng)啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，輸出電壓在設(shè)定時(shí)間內(nèi)平穩(wěn)上升，同時(shí)輸出電流以一定的速率增加，當(dāng)啟動(dòng)電流增至限定值Im時(shí)，保持電流恒定，直至啟動(dòng)完成。該方式適用于泵類及風(fēng)機(jī)類負(fù)載電機(jī)。3.4軟停車在該方式下停止電機(jī)時(shí)，電機(jī)的輸出電壓由額定電壓在設(shè)定的軟停時(shí)間內(nèi)逐步降低至零，停車過程完成。該方式常用于水泵負(fù)載，它成功地解決了傳統(tǒng)停車過程中的“水錘”現(xiàn)象（即瞬間停機(jī)引起流體原來狀態(tài)的劇烈變化，造成流體對(duì)管道的沖擊）。在應(yīng)用電子軟啟動(dòng)器時(shí)應(yīng)考慮哪些問題呢？做為軟啟動(dòng)器首先要看它的起動(dòng)性能和停車性能，目前的軟啟動(dòng)器有以下五種起動(dòng)方式： 限流起動(dòng)顧名思義是限制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流，它主要是用在輕載起動(dòng)的負(fù)載降低起動(dòng)壓降，在起動(dòng)時(shí)難以知道起動(dòng)壓降，不能充分利用壓降空間，損失起動(dòng)力矩，對(duì)電動(dòng)機(jī)不利。斜坡電壓起動(dòng)顧名思義是電壓由小到大斜坡線性上升，它是將傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)從有級(jí)變成了無級(jí)，主要用在重載起動(dòng)，它的缺點(diǎn)是初始轉(zhuǎn)矩小，轉(zhuǎn)矩特性拋物線型上升對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)不利，且起動(dòng)時(shí)間長有損于電機(jī)。轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)用在重載起動(dòng)，它是將電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩由小到大線性上升，它的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)平滑，柔性好，對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)有更好的保護(hù)，它的目的是保護(hù)拖動(dòng)系統(tǒng)，延長拖動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命。同時(shí)降低電機(jī)起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，是最優(yōu)的重載起動(dòng)方式，它的缺點(diǎn)是起動(dòng)時(shí)間較長。轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)與轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)相仿也是用在重載起動(dòng)，不同的是在起動(dòng)的瞬間用突跳轉(zhuǎn)矩克服電機(jī)靜轉(zhuǎn)矩，然后轉(zhuǎn)矩平滑上升，縮短起動(dòng)時(shí)間。但是，突跳會(huì)給電網(wǎng)發(fā)送尖脈沖，干擾其它負(fù)荷，應(yīng)用時(shí)要特別注意。電壓控制起動(dòng)是用在輕載起動(dòng)的場(chǎng)合，在保證起動(dòng)壓降下發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，盡可能的縮短了起動(dòng)時(shí)間，是最優(yōu)的輕載軟起動(dòng)方式。 綜上所述不難看出，最適用最先進(jìn)的起動(dòng)方式應(yīng)是電壓控制起動(dòng)和轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)及轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)。目前的軟啟動(dòng)器多是限電流起動(dòng)和斜波電壓起動(dòng)，它是最原始最低級(jí)最簡單的方式（如“ABB”軟起以及國內(nèi)的大多廠家），還有的是限流起動(dòng)和轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)。唯有“雷諾爾”的軟啟動(dòng)器實(shí)現(xiàn)了電壓控制和純轉(zhuǎn)矩控制及轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)?！癆B”、“施耐德”、“西門子”的是限流起動(dòng)和轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)。停車方式有三種：一是自由停車，二是軟停車，三是制動(dòng)停車。電子軟起動(dòng)帶來最大的停車好處就是軟停車和制動(dòng)停車。軟停車消除了由于自