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淺談交流異步電動機的軟啟動技術(shù)

發(fā)布時間:2017-05-18

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發(fā)布人:未知

  襄陽源創(chuàng)電氣有限公司小王告訴我們: 在工礦企業(yè)中使用著大量的交流異步電動機(包括380V/660V低壓電動機和3KV/6KV中壓電動機),有相當(dāng)多的異步電動機及其拖動系統(tǒng)還處于非經(jīng)濟運行的狀態(tài),白白地浪費掉大量的電能。究其原因,
 
  大致是由以下幾種情況造成的:
 
  ①由于大部分電機采用直接起動方式,除了造成對電網(wǎng)及拖動系統(tǒng)的沖擊和事故之外,8~10倍的起動電流造成巨大的能量損耗。
 
  ②在進(jìn)行電動機容量選配時,往往片面追求大的安全余量,且層層加碼,結(jié)果使電動機容量過大,造成“大馬拉小車”的現(xiàn)象,導(dǎo)致電動機偏離佳工況點,運行效率和功率因數(shù)降低。
 
  ③從電動機拖動的生產(chǎn)機械自身的運行經(jīng)濟性考慮,往往要求電力拖動系統(tǒng)具有變壓、變速調(diào)節(jié)能力,若用定速定壓拖動,勢必造成大量的額外電能損失。
 
  電動機的非經(jīng)濟運行情況,早已引起國家有關(guān)部門的重視,并分別于1990年和1995年制定和修定了一個強制性的國家標(biāo)準(zhǔn):《三相異步電動機經(jīng)濟運行》(GB12497-1995)。希望依此來規(guī)范三相異步電動機的經(jīng)濟運行,國標(biāo)的發(fā)布對低壓電動機的經(jīng)濟運行起了很大的促進(jìn)作用,但對中壓電動機則收效甚微。其原因是:
 
  (1)中壓電動機一般容量較大,一旦發(fā)生故障,其影響也大,因此對節(jié)電措施的可靠性的要求就更高;
 
  (2)中壓電動機節(jié)電措施受電力電子功率器件耐壓水平的限制,節(jié)電產(chǎn)品的開發(fā)在技術(shù)上難度更大一些。
 
  到目前為上,國內(nèi)尚無成型的中壓電動機軟起動和節(jié)電運行的產(chǎn)品面市。
 
  2 異步電動機的軟起動
 
  由于工業(yè)生產(chǎn)機械的不斷更新和發(fā)展,對電動機的起動性能提出了越來越高的要求,歸納起來有以下幾個方面:
 
  ①要求電動機有足夠大的,并且能平穩(wěn)提升的起動轉(zhuǎn)矩和符合要求的機械特性曲線;
 
  ②盡可能小的起動電流;
 
  ③起動設(shè)備盡可能簡單、經(jīng)濟、可靠,起動操作方便;
 
  ④起動過程中的功率消耗應(yīng)盡可能的少。根據(jù)以上相互矛盾的要求和電網(wǎng)的實際情況,通常采用的起動方式有兩種:一種是在額定電壓下的直接起動方式,另一種是降壓起動方式。
 
  2.1 直接起動的危害
 
  直接起動是簡單的起動方式,起動時通過閘刀或接觸器將電動機直接接到電網(wǎng)上。直接起動的優(yōu)點是起動設(shè)備簡單,起動速度快。但是直接起動的危害很大;
 
  ①電網(wǎng)沖擊:過大的起動電流(空載起動電流可達(dá)額定電流的4~7倍,帶載起動時可達(dá)8~10倍或更大),會造成電網(wǎng)電壓下降,影響其他用電設(shè)備的正常運行,還可能使欠壓保護(hù)動作,造成設(shè)備的有害跳閘。同時過大的起動電流會使電機繞組發(fā)熱,從而加速絕緣老化,影響電機壽命。
 
  ②機械沖擊:過大的沖擊轉(zhuǎn)矩往往造成電動機轉(zhuǎn)子籠條、端環(huán)斷裂和定子端部繞組絕緣磨損,導(dǎo)致?lián)舸龣C;轉(zhuǎn)軸扭曲,聯(lián)軸節(jié)、傳動齒輪損傷和皮帶撕裂等。
 
  ③對生產(chǎn)機械造成沖擊:起動過程中的壓力突變往往造成泵系統(tǒng)管道、閥門的損傷,縮短使用壽命;影響傳動精度,甚至影響正常的過程控制。
 
  所有這些都給設(shè)備的安全可靠運行帶來威脅,同時也造成過大的起動能量損耗,尤其當(dāng)頻繁起停時更是如此。因此對電動機直接起動有以下限制條件:
 
  ①生產(chǎn)機械是否允許拖動電動機直接起動,這是先決條件;
 
  ②電動機的容量應(yīng)不大于供電變壓器容量的10~15%;
 
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