浅谈泵的软启动技术

2015-07-30高平立上海大屯能源股份有限公司发电厂上海221611

山东工业技术 2015年16期

关键词：晶闸管限流停机

高平立（上海大屯能源股份有限公司发电厂,上海 221611）

浅谈泵的软启动技术

高平立
（上海大屯能源股份有限公司发电厂,上海 221611）

某厂脱硫工艺水泵的电动机选用西普STR110B-3型软启动器来减少起动电流和起动应力，实现平稳启动和软停车。本文对电动机启动方式、软启动器及其原理及泵的软启动技术进行了探讨。

异步电动机;软启动；软启动器；泵

1 引言

现阶段，烟气循环流化半干法脱硫除尘一体化工艺（LJD-FGD）受到了中小型燃煤发电厂的青睐。某厂改造时设备厂家给脱硫除尘系统配套的两台110KW交流异步电动机拖动的脱硫工艺水泵，采用西普STR110B-3型软启动器降低了启动电流、实现平滑启动和加速，是软启动器在该厂首次使用。

2 电动机的启动方式

常用的三相异步电机启动方式有直接启动、降压定频启动以及变频启动。直接启动的优点在于结构简单、成本低，启动速度快，缺点在于启动电流过大，会降低母线电压，使得电动机的绕组发热，绝缘老化，性能受到影响。直接启动产生的过大冲击力矩还容易导致电动机出现故障，还会传递到拖动的其它设备上，使其偏离正常工况运行，缩短其使用寿命。传统的降压启动分为自耦减压、星—三角启动，和直接启动都是硬启动。其优缺点和直接启动类似，但对电动机和其拖动的机械损害较直接启动小。近年来，随着电力电子技术的发展，低成本的电子式软启动器以发展成一种流行的降压启动方式，其启动电流较小、能够连续平滑启动和加速，并且还有保护功能。变频启动主要是串接变频器启动，变频器作为一种复杂的电能控制装置，能够同时对电压和输出频率进行调整，其优势在于其具有调速、稳压以及保护功能，能够使得电动机以较小的启动电流获得较大的启动转矩，适合较重负载启动和调速运行，缺点就是其结构复杂、价格昂贵。

3 软启动器工作原理

软启动器是一种集合了多种技术和保护功能的现代化电机控制装置。软起动器通过发挥晶闸管电子开关作用，利用微处理器控制其触发角的技术来调整输出电压大小。软启动器输出达到额定电压时，就会控制旁路接触器吸合，在很大程度上避免了晶闸管的热损耗，大大延长了软启动器的使用寿命，还有效地防止了电网谐波污染。

此外，软启动器还具备软停车作用，能够有效地避免自由停车引起的转矩冲击。

4 软启动的常见启动

（1）限流软起动模式。如图1限流软起图所示，限流起动模式是在电动机启动时，控制芯片控制电压迅速的升高，电流开始变化达到一定的限幅值Im时，保持输出电流会恒定，电动机转速升高，当电动机转速接近额定值时，输出电流就会迅速下降至额定电流Ie，启动结束，启动时间与限流幅值Im成反比关系，限流幅值Im越大，启动时间越短。限流软启动模式，适用于对启动容量现有严格要求的场合，按整定计算设置合适的电流幅值Im，否则，电流过大或者过小影响到电动机的正常启动;（2）电压斜坡起动模式。如图2起动电压变化图所示，电压斜坡启动模式的电压变化，设U1 为启动输出的初始电压值，电动机在启动时，其输出电压突升到U1（设定值越大，启动转矩越大），然后电压会在既定的时间t内不断上升，电动机也会随着电压上升而逐渐加速，当达到Ue时，电动机达到额定转速，启动完成。一般情况下U1要在Ue的1%-100%的范围内，t要在1-200秒范围内。此模式能降低启动时冲击，适用于惯性大的负载且对启动稳定性要求高的场合;（3）点动运行模式。如图3所示，在点动运行模式下，软启动器输出电压在UI位置时，输出电压保持平行稳定，电动机的转矩保持不变，所以，点动运行能够通过调整U1值来改变电动机点动时的输出转矩，一般用于机械定位。

图1 限流软起

图2 电压斜坡启动

图3 点动运行

5 停机控制模式

软起动器一般有软停机和自由停机两种停机模式。软停机，即电动机缓慢停机。传统的电动机控制都是利用瞬间断电的方式进行停机操作的，但是这种方式对机器的损害极大，并且许多情况下是不能够进行瞬间断电的，比如在对高层建筑进行供水时，瞬间断电导致供水中断，易产生水锤效应，而软停机技术能够有效避免水泵的损坏。其工作原理是当进行停机时电动机的供电由旁路接触器切换到主电路晶闸管，这样软启动器的输出电压逐渐减小，电动机逐渐停止运行。软停机的时间可以根据负载情况而定，一般要求不能超过100秒。

自由停机：软启动器通过同时断开旁路接触器和主电路晶闸管的输出，电动机依负载惯性逐渐停机。

6 软启动的保护功能

（1）载保护功能。软启动器能够根据电动机电流变化进行有效控制，其过载保护功能是通过运用加过载电流的设定和反时限控制模式来实现的。当电动机过载时，软启动器就会关断晶闸管并发出报警信号;（2）缺相保护功能。软启动器在三相线电流监测中发生断流时可及时进行缺相保护;（3）过热保护功能。软启动器具有内部热检测功能，当散热器温度超过额定值时会自动关断晶闸管并发出报警信号; （4）其它功能。软启动器与其它保护元件组合能实现堵转保护等功能，通过与电子电路的组合还可在系统中实现联锁保护。