三相异步电动机控制方法在氧化铝企业生产中的应用

摘 要：氧化铝企业生产中，需要电力拖动设备有破碎机、风机、压缩机、皮带输送机、水泵等，这些设备只有通过电动机拖动才能保持连续不停车的工作，维持正常的工作状态，否则很容易停车，对正常运行造成影响。三相异步电动机作为现今最常用的电力拖动执行装置，可采用软启动方式，同传统的电动机全压启动方法相比，能有效的控制电流，确保电网电压稳定，不影响同一电网下的其他设备运行状况，确保氧化铝企业生产工作正常运行。鉴于三相异步电动机在氧化铝企业生产中的重要作用，本文基于大量文献材料简要分析了三相异步电动机启动线路的控制方法，着重阐述了软启动方式，并论述了其在氧化铝企业生产中的应用实践。

关键词：三相异步电动机；氧化铝企业；生产应用；控制方法

引言

近年来，随着科学技术发展和电气自动化程度的日益提高，工业生产中传统电力拖动控制方法被现代化的精确控制系统所取代，极大改进了传统生产工艺，进一步提高了工业生产水平。氧化铝企业生产中的一些常用设备需要通过电力拖动控制方式来维持正常的工作状态，而三相异步电动机作为一种现代化的电力推动装置，其启动控制手段不同于传统控制方式，得到了氧化铝企业青睐。氧化铝企业为了保持生产工作正常运行，避免破碎机、风机、压缩机等设备停车，应加大对三相异步电动机控制方法的研究，使之更好的应用于企业生产活动，有效控制电流、确保电网运行安全，为设备稳定、持续运行提供有力的电力保障。

一、 三相异步电动机传统启动线路的控制方法分析

三相异步电动机用同其他的交流电机相比，具有结构简单、运行可靠、生产制作方便、维修方便、造价低等优势，因而在企业生产中成为了一种常用的电力拖动装置。一直以来，在电力拖动中，对电动机启动的控制都是重点问题。如果启动控制不到位，将对电网造成较大干扰，对设备正常运行构成威胁。所以，应选择科学合理的选择三相异步电动机的启动方式。

三相异步电动机的传统启动方式直接启动就是把电机的定子绕组直接接到额定电压的电网上，是三相异步电动机启动中应用最多的一种，也是启动方式中最简单、直接的一种，一般7.5kW以下电机允许直接启动，对小电机来说直接启动占有绝对优势。然而，对较大功率的电机，如果直接启动会造成电网供电的较大压降，从而影响电网中其它设备的正常运行。对于经常启动的较大电机，过大的启动电流会造成电机发热，影响电机寿命，同时电机绕组在电动力的作用下会发生变形，可能造成短路而烧坏电机。在直接启动方式下，启动电流约为标称电流的5倍～8倍，启动转矩约为标称转矩的1.5倍～2.0倍。从以上分析中可以知道直接启动方式的电流较大，会降低电网电压，对电网电压稳定及同一电网运行下的其他设备运行造成影响，甚至导致其他电动机无法启动或停车。传统的电动机起动方式是用Y-△起动和自耦变压器起动等。他们只能起到降低电动机电流对电网的冲击作用。而不能解决上述的其他问题。使用软起动器可以无冲击而能平滑地起动电动机，而且可根据电动机负载的特性来调节起动过程中的参数达到最佳的起停状态，从而延长机械设备的使用寿命，减少设备的维修量，提高经济效益。

二、软启动方式分析

三相异步电动机的启动方式有自耦变压器降压启动、星三角降压启动、延边三角形降压启动、软启动器启动、变频启动等。对绕线式交流电动机，常采用转子串接频敏变阻器启动，但是串变阻会产生电能损耗。另外，串联电阻也容易产生故障，降低系统的稳定性、可靠性，这种启动方式一般只用于空载及轻载启动。同三相异步电动机启动线路的其他控制方法相比，软启动的控制方法有着较大的优越性，值得应用于氧化铝企业生产活动中去。

软启动器是一种集电机软起动、软停车、多种保护功能于一体的新型电机控制装置。它以先进的十六位微处理器为核心控制大功率晶闸管模块，实现三相交流异步电动机的软起动、软停止功能。起动设备的功率部分有三对反并联的晶闸管组成，它有电子控制电路调节加到晶闸管上的触发脉冲的角度，以此来控制加到电动机上的压，是电压按某一规律慢慢达到全电压，通过适当地设置控制参数，可以使电动机的转矩和电流与负载要求得到较好的匹配，有效地限制异步电动机起动电流，是Y-△转换、自耦变压器等降压起动设备的理想换代电器设备。

软启动器具有较好的保护功能，具体如下：

（1） 过载保护功能：软启动器引进了电流控制环，电机电流的变化状况可随时跟踪检测。通过反时限控制和增加过载电流的设定来实现过载保护功能，使电机过载时，发出报警信号并自动关断晶闸管；

（2） 缺相保护功能：工作时，三相线电流的变化可通过软启动器随时检测到，断流一旦发生，便会立刻作出缺相保护反应；

（3） 过热保护功能：晶闸管散热器的温度由软启动器内部热继电器检测，散热器温度一旦超过允许值后晶闸管会自动关断，报警信号也一并发出；

（4） 监视、报警预保护功能：实时监控系统运行工况，在控制盘上有主回路电流、电压指示及显示系统运行状态，当系统出现故障时，控制盘上有详细的故障报警显示，同时向中控室发报警信号，便于工艺人员及时根据情况做出反应；

（5） 其它功能：通过电子电路的组合还可实现种种联锁保护功能。

三、三相异步电动机控制方法在氧化铝企业生产中的应用

基于氧化铝企业生产需要，下面分别了简述了软启动器在循环水水泵、球磨机、风机、压缩机、破碎机、输送机械生产运行中的运用。

（1）在循循环水水泵中应用软起动和软停止技术，可有效减轻水锤作用。在压力管道中，由于流速的急剧变化所引起的一系列剧烈的压力交替升降的水力冲击现象，称之为水锤现象。水锤对管路、水泵等设备将造成严重的危害甚至破坏。传统的水泵启动（直接启动或减压启动）和停止（断电停车）方法，由于电机上的电压是突加或突减的，电机的输出转矩突变，水泵转速的变化特别快，非常容易发生水锤现象。特别是断电停泵，水锤作用尤为严重，软起动或软停止的使用，使电机的电压和電流得意控制，从而使水泵转速变化缓慢，减轻甚至消除了水锤作用，有效地保护了水泵、管道和阀类设备。例如，蒸发车间1#、2#热水泵（160KW，额定电流289A），将原有直接起动模式改为JJR5000-160KW智能软启动器起动，电流波动频率明显降低，配套管道、阀门检修和更换次数显著降低。

（2）在球磨机中利用电压斜坡起动，减少齿轮转矩的磨损，减少维修的工作量，即节省了时间，又节省了开支。

（3）在风机中利用固态软起动器取代了传统起动器，减少皮带磨损和机械冲击。

（4）在压缩机中利用限流，实现了平滑起动，减少电动机发热，延长使用寿命；

（5）在破碎机中利用堵转保护和快速保护，避免机械故障和阻塞造成电动过热而烧毁；

（6）在输送机械中利用软起动和软停机控制，实现平滑渐进的起动过程，避免产品异味和液体溢出。例如原料车间外运2#皮带、7#皮带电机采用JJR5000智能软启动器起动，通过对起动和停止过程的时间参数调整，实现了平滑缓慢起停，避免皮带张力过大，提高了皮带的使用寿命。

四、结束语

综上所述，氧化铝企业生产中采用的三相异步电动机拖动装置应采用软启动方式，有效的控制电动机电压与电流，降低对电网电压及同一电网下设备运行的影响，为生产设备运行提供有力支持。但是，软启动方式同样有一定缺陷，对企业电网产生影响，所以实际应用中应加大对这些方面的研究，不断优化软启动方式，增强其经济性，以满足不断提高的生产需求。

参考文献：

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[6]上海雷诺儿JJR5000智能型电机软启动器用户手册.

作者简介：

姓名：李帅军

出生日期：1986.09.16

学历：本科

工作单位：河南有色汇源铝业有限公司

从事工作：机电设备维修

职称：助理工程师