固态交流软启动器在轴流空压机上的应用

2014-01-29

中国设备工程 2014年5期

关键词：轴流空压机固态

（山东润鑫精细化工有限公司，山东荷泽 274100）

固态交流软启动器在轴流空压机上的应用

戴胜泉

（山东润鑫精细化工有限公司，山东荷泽 274100）

介绍了美国MOTORTRONICS固态交流软启动器的原理及在轴流空压机降压启动中的应用。

软启动器；轴流空压机；断路器；电压斜坡

一、概述

空压机是抗生素生产企业中的关键设备，同时又是主要的耗能设备，一般功率较大、电压较高、启动电压大，对同一电网的其他用户影响较大，甚至造成电网“晃电”。山东润鑫精细化工有限公司的空压机为AV40-13轴流空压机，采用10kV 7 000kW三相交流电动机拖动，启动方式为美国MOTORTRONICS交流固态软启动器降压启动，经过1年来的使用，启动平稳，有效降低了启动电流，减少了对电网的冲击，同时延长了空压机的使用寿命。

二、软启动器的原理

软启动器原理框图如图1所示。

软启动器的控制核心是微处理器CPU，微处理控制系统可以对电动机及相关设备进行启动和保护。CPU 对SCR 进行相角触发控制以降低加在电动机上的电压，然后慢慢提高加在电动机上的电压和电流来平滑的增加电动机转矩，直到电动机加速到全速运行。主要功能块介绍如下。

1．CPU 板

CPU 板上装有微处理器和通信处理器，CPU 决定各种操作功能，根据用户的设定程序和检测反馈信号来进行控制，CPU 主板上装有EPROM、EEPROM 和DRAM 寄存器，以及模拟和数字接口。

2．主电源板

也称为主触发板，它包括数字输入输出继电器和接口，并连接到TCB 板上。它控制进断路器、旁路断路器的动作顺序和SCR 的触发。这个板子产生全部的触发信号并接收来自光纤隔离的反馈信号，把模拟信号转换为数字信号，这些触发脉冲也是利用光纤对中压环境进行隔离。

3．终端控制板TCB（Terminal and Control Board）

终端控制板是用户的接线板，这个板子上包括用户接线端子排、输出继电器，输入和控制电源接线，并包括用于功率因数调整断路器的时间继电器和其他外部元件。

4．触发驱动板

位于SCR 模块组件上，和主电源板通过光纤进行通信联系，通过脉冲变压器把触发脉冲信号放大来触发SCR，在SCR 模块中每一对SCR 使用一块触发驱动电路板。

5．Temp/CT 板

温度控制和电流互感器板子装在SCR 模块组件上，通过光纤把散热器温度和电流信号送到主电源板。

6．MOV 板

压敏电阻板位于触发驱动板下方，用来防止SCR的控制极被高电压损坏。

7．DV/DT 板

阻容性质的过电压吸收回路，用来保护SCR，防止其阴阳极上的电压脉冲突变。

三、系统图及启动过程

1．系统图

以下是由固态软启动器柜与进线开关柜、旁路运行柜组成的一套完整的电动机启动与运行装置系统图，如图2所示。

QF1为进线开关柜断路器；QF2为旁路运行柜断路器；K1是隔离开关，便于检修软启动器；RC 吸收网络提供瞬间过电压保护电路，以减少dv/dt 冲击电压，防止SCR 模块的损坏。

2．启动过程

首先，合上隔离开关K1。由于风机属于二次方率负载，启动模式采用具有限流功能的电压斜坡方式，初始转矩设定为电动机刚好能带动风机转动的值。通过外部控制电路使断路器QF1合闸，10kV电压加在了软启动器装置柜，电动机按照设定的模式开始平滑启动，在限定的斜坡时间和电动机启动电流范围内，使电动机平滑加速直到全速运转，断路器QF2自动合闸，断路器QF1分闸，启动过程结束。

线路及电动机的保护由装在柜体上面的综合保护装置进行保护，软启动器本身具有温度、电流、电压、转矩及过载等多种自身保护，同时对电动机也具有完善的保护功能。