RQD-D7型交流电动机磁控软起动装置

2011-09-13天津市先导倍尔电气有限公司

智能建筑电气技术 2011年2期

关键词：磁控电抗器铁芯

天津市先导倍尔电气有限公司

1 概述

高压磁控式软启动装置是天津市先导倍尔电气有限公司2001年在国内率先开发研制的产品，并于2002年5月在河南济源钢厂2000kW高炉风机应用成功，该产品于2002年7月通过了由中国科学院院士等专家参加的天津市科委的鉴定。

高压磁控式软启动装置是从电抗器起动衍生出来的，用电抗器串在电动机定子实现降压是两者的共同点。磁控软起动与电抗器软起动的主要区别在于用限流作用可控的饱和电抗器取代了固定电抗器，饱和电抗器在起动完成后被旁路。

在磁控软起动装置里，SCR通过饱和电抗器的功率和电压放大作用控制电动机的电流；而晶闸管软起动装置则是通过耐高压和流通大电流来控制。磁控软起动具有可靠、便宜和对环境要求不高的技术优势。

2 原理

将饱和电抗器的工作绕组串连在电动机定子回路，通过电流反馈调整电抗器控制绕组的直流电流，从而改变饱和电抗器的饱和程度，实现电机的软起动。其调节特性和用晶闸管组成的软起动装置相同，适用范围：0.4～12kV的笼型异步电动机、同步电动机。拖动负载类型：泵（例如供水、污水处理等）、风机和鼓风机、压缩机、球磨机、轧机、皮带机等等。

图2（a）为裂芯式结构，三相分立，一相一个铁芯。靠近小截面的是直流绕组（共6个）。绕在直流绕组外面的是交流绕组（共3个）。2个直流绕组产生的磁通在2个小截面铁芯上形成环路。而交流绕组产生的磁通通过大截面铁芯形成环路。

图1 原理框图

图2 三相饱和电抗器结构示意图

图2（b）为传统式。直流绕组套住6个铁芯和6个交流绕组。交流绕组每相2个，串连连接。一相交流电流在2个铁芯上产生2个环路的磁通。2个环路的时钟方向相同。

3 起动特性

初始电压（初始电流）：决定电动机的初始起动转矩（转矩与电压的平方成正比），根据负载转矩要求设定，一般设定范围：30%～70%额定电压。电流限制：决定电动机起动期间的最大电流，根据电网压降来决定，调整范围为150%～450%额定电流。起动时间：由电动机和负载的转动惯量决定，一般30s～40s。

4 技术特点

（1）本装置通过对电机的控制，实现恒流起动，起动电流可在1.5le～4.5le任意选择（视负载不同），起动完成时无二次浪涌电流冲击。

（2）具有电机和起动器的热过载保护，对传动机械的机械保护，消除转矩浪涌并降低冲击电流。

（3）先进的计算机仿真技术，使起动过程可预测。

（4）可以通过调整设定参数优化起动曲线。电机起动倍数可连续调节，运行参数存储于EEPROM中。

（5）本装置采用西门子公司PLC和先进的多功能传感器模块，结构简单、性能可靠、设定灵活，具有全数字化的特点。

（6）采用标准人机接口，具有2行显示运行状态和数据，通过8个功能按键和5个设置按键实现参数设定、显示、系统控制及中文在线提示等功能。

（7）具有自检功能，可智能检测器件的故障，如电源电压、缺相、相序等故障，并自动闭锁。

（8）具有事件记录功能及录波功能，保存最近发生的50个事件。可通过文本显示器显示每个事件发生的年月日时分秒；保存起动的波形，可以通过文本显示器显示起动数据或通过电脑显示起动波形。

（9）文本显示器具有中文菜单：操作界面符合中国人习惯，每种操作都有中文提示说明，使得没有说明书也可以进行参数设定，处理故障，缩短检修时间。

（10）装置结构灵活，当用户受到安装条件的制约时，可将饱和电抗器与控制部分分开放置。

（11）重复使用性好，起动性能不受环境温度影响。

（12）免维护、使用寿命长；可实现软停止。

5 技术数据

功率器件：饱和电抗器

控制器件：S7-200可编程控制器

系统电压：0.38kV，6kV，10kV

辅助电源：0.38kV

电机功率：100 kW～5万 kW

起动电流倍数：1.5le～4.5le

连续起动次数：3～5次

电压总谐波畸变率：3%

漏磁：无漏磁，不影响其它设备

防护等级：IP32

冷却方法：自然空冷

6 应用

锦州石化分公司除焦水泵电动机的基本情况：用途：拖动高压水泵，实现‘除焦’工艺，每天至少软起动2次。电动机：型号YKK710-2；主要参数：额定功率3150kW；额定电压6kV，IN=354A；堵转电流倍数7.3；堵转转矩倍数1.1；最大转矩倍数2.2；高压水泵型号6X12DBTM-10G；电网短路电流9000A。

调试时间：2003年8月18日～24日，2#水泵带载投运时间：8月20日，按设定的3.6倍电动机额定电流软起动的实测电流时间曲线如图3所示。