软启动在间接冷却水系统的应用

冯志军

摘要:本文对软启动器做了介绍，并以施耐德Altistart48型软启动器为例浅谈软启动器在间接冷却水泵系统的应用。

关键词:异步电动机;软起动

前言

我工厂的间接冷却水系统采用以下方式：

间接水自保安水塔到地下管网进入厂房，形成厂房内网状管网对池炉、成型、加工车间设备冷却后，回到地下水池内，由水泵将高温水，泵回水处理车间冷却塔进行冷却，再由水泵将水打入保安水塔。

针对于该系统使用水泵多、功率大且启动频繁，大致是由以下几种情况发生:  ①由于大部分电机采用直接起动方式,除了造成对电网及拖动系统的冲击和事故之外,8~10倍的起动电流造成巨大的能量损耗。  ②在进行电动机容量选配时,往往片面追求大的安全余量,且层层加码,结果使电动机容量过大,造成“大马拉小车”的现象,导致电动机偏离最佳工况点,运行效率和功率因数降低。  ③从电动机拖动的生产机械自身的运行经济性考虑,往往要求电力拖动系统具有变压、变速调节能力,若用定速定压拖动,势必造成大量的额外电能损失。

④以前采用的启动是星三角启动，耗费功率大而且由于启动频繁对接触器的损坏也增加。

由于工厂生产的不断更新和发展,对水泵电动机的起动性能提出了越来越高的要求,归纳起来有以下几个方面;  ① 求电动机有足够大的,并且能平稳提升的起动转矩和符合要求的机械特性曲线;  ②尽可能小的起动电流;  ③起动设备尽可能简单、经济、可靠,起动操作方便;  ④起动过程中的功率消耗应尽可能的少。  二、何谓软起动

所谓“软起动”,實际上就是按照预先设定的控制模式进行的降压起动过程。目前的软起动器一般有以下几种起动方式:  (1) 限流软起动:限流起动顾名思义就是在电动机的起动过程中限制其起动电流不超过某一设定值(Im)的软起动方式。主要用在轻载起动的负载的降压起动,其输出电压从零开始迅速增长,直到其输出电流达到预先设定的电流限值Im,然后在保持输出电流I这种起动方式的优点是起动电流小,且可按需要调整,(起动电流的限值Im必须根据电动机的起动转矩来设定,Im设置过小,将会使起动失败或烧毁电机。)对电网电压影响小。其缺点是在起动时难以知道起动压降,不能充分利用压降空间,损失起动转矩,起 动时间相对较长。  (2)转矩控制起动:主要用在重载起动,它是按电动机的起动转矩线性上升的规律控制输出电压,它的优点是起动平滑、柔性好,对拖动系统有利,同时减少对电网的冲击,是最优的重载起动方式。它的缺点是起动时间较长。  (3)转矩加突跳控制起动与转矩控制起动一样也是用在重载起动的场合。所不同的是在起动的瞬间用突跳转矩,克服拖动系统的静转矩,然后转矩平滑上升,可缩短起动时间。但是,突跳会给电网发送尖脉冲,干扰其它负荷,使用时应特别注意。

(4)电压控制起动是用在轻载起动的场合,在保证起动压降的前提下使电动机获得最大的起动转矩,尽可能地 缩短起动时间,是最优的轻载软起动方式。

三、由星三角型改为软启动器实例

现在我以施耐德Altistart48型软启动器为例，介绍一下该软启动器在间接冷却水系统的应用。

在原有的星三角型接线回路下，先拆除原有的接触器，安装软启动器。Altistart48型软启动器的控制端子的出厂配置如下：

其软启动器（220V-400V）与电机连接到电机三角形绕组图如下：

ATS48的应用接线有多种现在以两种最普遍的接线图，与大家分享：

这种连线图是带有进线接触器，自由停车普通型。它适用于小功率（30KW以下电机）

第二种是带有进线接触器，旁路，自由停车或可控停车的接线图：

四、软启动器的故障以及处理方法

1.起动器不起动，无故障显示

• 无显示：检查控制电源 CL1/CL2 上是否有电源 。

• 检查显示的代码是否与起动器正常状态对应。

• 检查是否有 RUN/STOP 命令。

2.不能被复位的故障

当此类故障出现时，起动器锁定，电机转为自由停车模式。

故障迹象：

• 起动结束继电器 R2 断开

• 继电器 R1 断开 ( 在起动器锁定之后)

• 显示屏上故障代码闪烁

• 存储最近的 5 次故障，使用 PowerSuite 软件包可以查看

重起动条件：

• 故障原因消失

• 控制电源断开及重新连接

3.故障原因一消失即可被复位的故障

当此类故障出现时，起动器锁定，电机转为自由停车模式。

故障现象：

• 起动结束继电器 R2 断开。

• 仅当作为隔离继电器时继电器 R1 断开。

• 只要故障存在，显示屏上就一直有故障代码闪烁。

• 存储最近的 5 次故障，使用 PowerSuite 软件可以查看。

重起动条件：

• 故障原因消失

• 在 2 线控制中运行命令必须保留在 RUN 输入端。

• 在 3 线控制中 RUN 输入端需要有新的运行命令 ( 上升沿)。

4. 可以被复位并能使起动器自动重新起动的故障

当此类故障出现时，起动器锁定，电机转为自由停车模式。

伴随自动重起动的故障迹象：

• 起动结束继电器 R2 断开

• 仅当作为隔离继电器时继电器 R1 断开。如果配置为故障继电器则 R1 保持闭合，

• 只要故障存在，显示屏上就一直有故障代码闪烁

• 存储最近的 5 次故障，使用 PowerSuite 软件包可以查看

重起动条件，对于下表中伴随自动重起动的故障( 仅在 2 线控制中)：

• 故障原因消失

• 在 RUN 输入端保留有运行命令

• 进行 5 次重起动尝试，每次间隔 60 秒。如果在第 6 次尝试时故障仍然存在，则将成为不可复位的故障。

• 进行 6 次重起动尝试，每次间隔 60 秒。如果在第 6 次尝试时故障仍然存在，则它将脱扣，需要手动复位

且如果被配置为故障继电器则 R1 断开。

5.可以被手动复位的故障

当此类故障出现时，起动器锁定，电机转为自由停车模式。

故障现象：

• 起动结束继电器 R2 断开

• 继电器 R1 断开

• 只要故障存在，显示屏上就一直有故障代码闪烁

• 存储最近的 5 次故障，使用 PowerSuite 软件包可以查看

重起动条件：

• 故障原因消失

• 用一个运行命令 (2 线或 3 线控制，需要 RUN 输入端的上升沿) 复位故障 (1)

• 另一个运行命令 (2 线或 3 线控制，需要 RUN 输入端的上升沿) 重起动电机

6. 可以被手动复位的故障

7.使用逻辑输入复位故障

如果一个逻辑输入 LI 被配置为“reset motor thermal fault ( 复位电机热故障)”或“reset faults

which can be reset ( 复位可被复位的故障)”，则必须满足下列条件:

• 逻辑输入端有一个脉冲

• 在 2 线控制中如果在 RUN 输入端保持有运行命令，则电机会重起动。

• 在 3 线控制中如果在 RUN 输入端有新的运行命令 ( 上升沿)，则电机会重起动。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。