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软起动器

2017-11-08 15页 doc 59KB 49阅读

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软起动器软启动器一、三大系列。普通型PSS智能型(带微处理器,不带内置旁路接触器)PST智能型(带微处理器,带内置旁路接触器)PSTB二、两种电压规格软启动器主回路电压,以PSS型为例,样本上红色标记的,主回路230-500V,对应的型号是-500系列;主回路400-690V,对应的型号是-690V系列。通常我们国家的工业电压是380V,所以应该选-500系列。-690V贵很多。电机额定电压,有400V,500V,690V三种规格,通常我们国家是400V三、平时我们经常说额定功率,其实实际上是用额定电流来选型,样本上列出的是标准电机额...
软起动器
软启动器一、三大系列。普通型PSS智能型(带微处理器,不带内置旁路接触器)PST智能型(带微处理器,带内置旁路接触器)PSTB二、两种电压规格软启动器主回路电压,以PSS型为例,样本上红色标记的,主回路230-500V,对应的型号是-500系列;主回路400-690V,对应的型号是-690V系列。通常我们国家的工业电压是380V,所以应该选-500系列。-690V贵很多。电机额定电压,有400V,500V,690V三种规格,通常我们国家是400V三、平时我们经常说额定功率,其实实际上是用额定电流来选型,样本上列出的是电机额定功率对应的额定电流。四、内接还是外接内接可以降低一个容量来选用软启动器,或说可以启动高一个容量的电机。以PSS18/30-500的软启动器为例,外接是18A的额定电流,对应的是7.5W的标准电机;内接是30A的额定电流,对应的是15W的标准电机。五、软启动器的功能为了适应现代化生产,为减少对电网的冲击。对机械的磨损。减少对启动装置的维护。可调启动电流。可校调启动转矩。可软停车的软启动器被广泛应用于鼠龙型电动机的启动,现以ABB公司软启动器为例:详细介绍其功能及特性。ABB公司软启动器有以下规格型号:PSS03—25—500L两相控制适用于小型电机的紧凑。这种小型软启动器具有内置的旁路触点。可长期带负载运行。PSSI8/30一PSS142/245适用于普通性负载。同一装置可用“外接”和“内接”两种连接(图二)。采用内接可减少42%流经软启动器的电流。也就说使用户有可能用58A的软启动器来控制和运行IOOA的电机。限流功能为可选件。因此其启动特性有两种设定:1)无限定启动电流时:可设定启动时间(O一3os),启动电压(3O%一70%Ue)其起动曲线见图三。2)有限定启动电流:需外接数个电流互感器(变化为/1),可设定启动时间,启动电流倍数。其启动曲线见图四。PSS软停止特性可设定停止时间(0—300S),特性曲线见图一、 PSS在起动、运行、停止过程。当启动过程结束,并由K5输出信号。信号灯亮可指示,监测软启动器是否故障,过热,外部是否缺相。并由K6信号电器输出信号,F故障灯亮。PSD和PSDH;可适用各类应用,包括常启动及重载启动;柔性组合的电位器式参数设定。清晰的LED状况与故障指示于单元前板上。可选配电子式过载保护脱扣器,为适用不同负载选择开关。PSD和PSDH启动特性(对于PSDH型这种脱扣器为标准配置。可设定的参数有:电动机额定电流的设定(70%一100%Ie),更精确地限定启动电流。带电过载的精确保护;启动时间设定(0—60S);初始电压(10%一6O%Ue);限定启动电流倍数(2—5le)。其曲线见图四。PSD和PSDH软停止特性由以下两个参数设定:停止时间(0—240S);跌落电压Usd(30%一100%Ue)。其停车曲线见图五。PSD和PSDH型软启动器为适应不同情况。有以下几种选择开关:二、 ◆对于木工机械、压缩机等间段工作制负载提供节能(PF)选择开关。节能功能反应时间。普通速/慢速选择开关。其节能特性曲线见图六。三、 ◆对于搅拌机、球磨机等静负载大的电机负载。提供脉冲起动,其特性曲线见图七。四、 ◆对于球磨机、粉碎机等易堵转等负载。电机负载提供保护功能的大电流断开功能sc,即当sc=ON时启动电流超过限定电流200ms。当运行时。过载电流超载。经50ms软启动跳闸。五、 ◆PSD和PSDH软启动器提供以下状态指示:电机运行指示,并由信号继电器K4给出信号;启动过程结束指示,并由信号继电器K5给出信号;缺相断开,软启动器过热,电路板故障等故障指示并由信号继电器K6给出信号。过载保护指示,并由K3给出信号软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器,将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路,主电路图见图1。使用软启动器启动电动机时,晶闸管的输出电压逐渐增加,电动机逐渐加速,直到晶闸管全导通,电动机工作在额定电压的机械特性上,实现平滑启动,降低启动电流,避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时,启动过程结束,软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管,为电动机正常运转提供额定电压,以降低晶闸管的热损耗,延长软启动器的使用寿命,提高其工作效率,又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能,软停车与软启动过程相反,电压逐渐降低,转数逐渐下降到零,避免自由停车引起的转矩冲击。软启动与软停车的电压曲线见图2,3。1、什么是软起动器?它与变频器有什么区别?  软起动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置,国外称为SoftStarter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。  运用不同的方法,控制三相反并联闸管的导通角,使被控电机的输入电压按不同的要求而变化,就可实现不同的功能。  软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。变频器是用于需要调速的地方,其输出不但改变电压而且同时改变频率;软起动器实际上是个调压器,用于电机起动时,输出只改变电压并没有改变频率。变频器具备所有软起动器功能,但它的价格比软起动器贵得多,结构也复杂得多。  2、什么是电动机的软起动?有哪几种起动方式?  运用串接于电源与被控电机之间的软起动器,控制其内部晶闸管的导通角,使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升,直至起动结束,赋予电机全电压,即为软起动,在软起动过程中,电机起动转矩逐渐增加,转速也逐渐增加。软起动一般有下面几种起动方式。  (1)斜坡升压软起动。这种起动方式最简单,不具备电流闭环控制,仅调整晶闸管导通角,使之与时间成一定函数关系增加。其缺点是,由于不限流,在电机起动过程中,有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏,对电网影响较大,实际很少应用。  (2)斜坡恒流软起动。这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加,当电流达到预先所设定的值后保持恒定(t1至t2阶段),直至起动完毕。起动过程中,电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。电流上升速率大,则起动转矩大,起动时间短。该起动方式是应用最多的起动方式,尤其适用于风机、泵类负载的起动。  (3)阶跃起动。开机,即以最短时间,使起动电流迅速达到设定值,即为阶跃起动。通过调节起动电流设定值,可以达到快速起动效果。  (4)脉冲冲击起动。在起动开始阶段,让晶闸管在级短时间内,以较大电流导通一段时间后回落,再按原设定值线性上升,连入恒流起动。该起动方法,在一般负载中较少应用,适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。  3、软起动与传统减压起动方式的不同之处在哪里?  笼型电机传统的减压起动方式有Y-q起动、自耦减压起动、电抗器起动等。这些起动方式都属于有级减压起动,存在明显缺点,即起动过程中出现二次冲击电流。软起动与传统减压起动方式的不同之处是:  (1)无冲击电流。软起动器在起动电机时,通过逐渐增大晶闸管导通角,使电机起动电流从零线性上升至设定值。  (2)恒流起动。软起动器可以引入电流闭环控制,使电机在起动过程中保持恒流,确保电机平稳起动。  (3)根据负载情况及电网继电保护特性选择,可自由地无级调整至最佳的起动电流。  4、什么是电动机的软停车?  电机停机时,传统的控制方式都是通过瞬间停电完成的。但有许多应用场合,不允许电机瞬间关机。例如:高层建筑、大楼的水泵系统,如果瞬间停机,会产生巨大的“水锤”效应,使管道,甚至水泵遭到损坏。为减少和防止“水锤”效应,需要电机逐渐停机,即软停车,采用软起动器能满足这一要求。在泵站中,应用软停车技术可避免泵站的“拍门”损坏,减少维修费用和维修工作量。  软起动器中的软停车功能是,晶闸管在得到停机指令后,从全导通逐渐地减小导通角,经过一定时间过渡到全关闭的过程。停车的时间根据实际需要可在0~120s调整。  5、软起动器是如何实现轻载节能的?  笼型异步电机是感性负载,在运行中,定子线圈绕组中的电流滞后于电压。如电机工作电压不变,处于轻载时,功率因数低,处于重载时,功率因数高。软起动器能实现在轻载时,通过降低电机端电压,提高功率因数,减少电机的铜耗、铁耗,达到轻载节能的目的;负载重时,则提高电机端电压,确保电机正常运行。  6、软起动器具有哪些保护功能?  (1)过载保护功能:软起动器引进了电流控制环,因而随时跟踪检测电机电流的变化状况。通过增加过载电流的设定和反时限控制模式,实现了过载保护功能,使电机过载时,关断晶闸管并发出报警信号。  (2)缺相保护功能:工作时,软起动器随时检测三相线电流的变化,一旦发生断流,即可作出缺相保护反应。  (3)过热保护功能:通过软起动器内部热继电器检测晶闸管散热器的温度,一旦散热器温度超过允许值后自动关断晶闸管,并发出报警信号。  (4)其它功能:通过电子电路的组合,还可在系统中实现其它种种联锁保护。  7、什么是软起动MCC控制柜?  MCC(MotorControlCenter)控制柜,即电动机控制中心。软起动MCC控制柜由以下几部分组成:  (1)输入端的断路器,  (2)软起动器(包括电子控制电路与三相晶闸管),  (3)软起动器的旁路接触器,  (4)二次侧控制电路(完成手动起动、遥控起动、软起动及直接起动等功能的选择与运行),有电压、电流显示和故障、运行、工作状态等指示灯显示。  8、有的软起动器为什么装有旁路接触器?  大多数软起动器在晶闸管两侧有旁路接触器触头,其优点是:  (1)控制柜具有了两种起动方式(直接起动、软起动)。  (2)软起动结束,旁路接触器闭合,使软起动器退出运行,直至停车时,再次投入,这样即延长了软起动器的寿命,又使电网避免了谐波污染,还可减少软起动器中的晶闸管发热损耗。  9、软起动MCC控制柜有哪些扩展功能?  将软起动MCC控制柜进一步加以组合,可以实现多种复合功能。例如:将两台控制柜加上控制逻辑,可以组成“一用一备”,用于大楼的消防系统与喷淋泵、生活泵等系统。如果配上PC(可编程序控制器),则可以实现消防泵定时(如半个月)自动检测,定时自动关闭;加上相应的控制逻辑,则可以对消防泵及各个系统运转是否正常实施平时检测时,定时低速低水压(不出水)运行;在灭火时,则实施全速满载运行。将若干台电机加上控制逻辑组合,可以组成生活泵系统或其它专用系统,按需要量逐次打开各台电机,也可逐次减少电机,实现最佳效率运行。还可以根据客户要求,实现多台电机每次自动转换运行,使各台电机都处于同等的运行寿命期。  10、软起动器适用于哪些场合?  原则上,笼型异步电动机凡不需要调速的各种应用场合都可适用。目前的应用范围是交流380V(也可660V),电机功率从几千瓦到800kW。  软起动器特别适用于各种泵类负载或风机类负载,需要软起动与软停车的场合。  同样对于变负载工况、电动机长期处于轻载运行,只有短时或瞬间处于重载场合,应用软起动器(不带旁路接触器)则具有轻载节能的效果。  介绍交流电动机起动的有关问题  摘要:本文对交流电动机的起动有关问题作了详细的叙述,包括全压起动,各种降压起动,软起动器起动,变频器软起动诸方面进行性能比较、特点说明、应用场合、产品介绍等有关技术知识。   关键词:交流电动机全压起动各种降压起动软起动器起动变频器软起动产品信息 Abstract:ThispaperhasmadedetaileddescriptionofstartingofA.C.motors,includingall-roundvoltagestartingvarieddepressedvoltagestarting、startingofsoftstartingunit、softstartingofallinverterandtechnicalknowledgeconcerningperformancecomparisionofvariedstartingways、characteristicsexplanation、applicationoccasionsandproductsintroductionetc. Keywords:A.C.motorsall-roundvoltagevarieddepressedvoltagestartingstartingofsoftstartingunitsoftstartingofinverterproductinformation交流电动机由于结构简单、维护方便、特性较硬、价格便宜,所以广泛地作为电力驱动,电气传动主要的原动力,约占70%的使用面。近十年来由于变频器的问世,更具有锦上添花的功效,使至目前交流变频调速系统,将替代直流调速系统的优越性,而被人们所共识,可以肯定发展前景十分广阔。   1直接起动的弊病  (1)起初时可达5-7倍的IN,造成电动机绕组因过流引起过温,从而加速绝缘老化。  (2)造成供电网络电压降过大。当电压≤0.85UN时,影响其它设备的正常使用,尤其是欠压保护要动作。  (3)造成起动时,能量损失过大,浪费电能费,尤其当频繁起停时。  (4)对被带动的设备造成大的冲击力、缩短使用寿命,影响精确度。  (5)造成机械传动部件的非正常磨损及冲击,加速老化,缩短寿命。  因此对电动机起动是否能直接起动有限制条件:   机械设备是否允许电动机直接起动,这是先决的条件;   直接起动时允许电动机容量≯10-15%主变压器的容量;  起动过程中电压降△U≯-15%UN   对中、大功率的电动机几乎都要采用一定的起动设备,方可完成正常的起动工作。  2老式降压起动方式的性能比较  其它还有频敏变阻器(只适用绕线电动机),电抗器(用于高压电动机)。以上各种起动器现在还有不少在应用看,但软起动器将要代替这些是肯定的。  3新颖软起动器特点现代软起动器,是采用电力电子技术,微处理器技术及现代控制理论设计生产的,具有九十年代先进水平的,新型节能软起动器,它具有下述十分显著的特点。是传统降压起动器的理想换代产品。  (1)降低电机起动电流、降低配电容量、避免增容投资。  (2)降低起动机械应力,延长电动机及相关设备的使用寿命。  (3)起动参数可按负载调整,以达到最佳起动效果。  (4)多种起动模式及保护功能,易于改善工艺,保护设备。   (5)特有外控端子,可方便实现异地控制或自动控制。  (6)全数字开放式用户操作显示键盘,操作设置灵活简便。  (7)高度集成的微处理器控制系统、性能可靠。  (8)大电流无触点交流开关无级调压,调压范围宽,过载能力强。  (9)产品可作频繁或不频繁起动。  (10)还可提供远控接口,还可与PLC直接接口。  其原理框图见图1。  从图1可知主电路采用三相,双向,反并,SCR的移相可控调压方式。  软起动器采用16位单片微处理器,完成模糊控制系统的功能,依靠软件的功能,实现装置的全数字化控制。  4软起动器与传统降压起动器的比较  5软起动方式波形图(1)限流起动—适用需要恒流起动时见图2(a)  (2)电压斜坡起动—适用不同斜率电压增量起动时见图2(b)  (3)脉冲突跳起动—适用需要较高起动转矩的设备时见图3   6适宜用软起动器的场合   (1)正常运行时不要求电动机具有调速或节能的使用要求,只介快起动过程的工作状态。  (2)负载自身不允许在正常运行时产生降压,降速的可能性。  (3)电动机功率较大,为满足起动条件,要造成主变压器容量加大的场合。  (4)对电网电压波动要求严格,对压降要≤10%UN的供电系统。 (5)设备精密不允许变起动冲击,从而对产品质量或正常使用产生不良后果的。  (6)起动力矩要求不高,可进行空载或轻载起动的。  (7)机械设备或负载工况条件不允许直接起动或采用老式的降压起动时。  (8)对中,大功率的电动机,起动过程能量损失可观需要节能时。凡有以上情况一条或几条时,以选用软起动器来介快起动过程更为合适。  7软起动器与变频器相比 众所周知变频器亦可实现软起动的功能,现把不同点相比如下:   8软起动器产品信息  (1)低压软起动器-电压AC380-660V,功率15-500kW(或15000kW)国外:法国-施耐德公司,欧洲-ABB公司,丹麦-丹佛斯美国-GE公司,A-B公司、摩托托尼公司、本秀公司、德国-西门康国内:西安-西普公司,长沙-奥托公司,温州-雷诺尔公司       (2)高压软启动器-电压AC1kV-15kV,功率200-5000kW国外:美国-摩托托尼公司,本秀公司国内:尚待开发研制软启动工作原理--              软启动器电动机的应用  1软启动器工作原理与主电路图     软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器,将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路,主电路图见图1。使用软启动器启动电动机时,晶闸管的输出电压逐渐增加,电动机逐渐加速,直到晶闸管全导通,电动机工作在额定电压的机械特性上,实现平滑启动,降低启动电流,避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时,启动过程结束,软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管,为电动机正常运转提供额定电压,以降低晶闸管的热损耗,延长软启动器的使用寿命,提高其工作效率,又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能,软停车与软启动过程相反,电压逐渐降低,转数逐渐下降到零,避免自由停车引起的转矩冲击。软启动与软停车的电压曲线见图2,3。     2软启动器的选用     (1)选型:目前市场上常见的软启动器有旁路型、无旁路型、节能型等。根据负载性质选择不同型号的软启动器。 旁路型:在电动机达到额定转数时,用旁路接触器取代已完成任务的软启动器,降低晶闸管的热损耗,提高其工作效率。也可以用一台软启动器去启动多台电动机。 无旁路型:晶闸管处于全导通状态,电动机工作于全压方式,忽略电压谐波分量,经常用于短时重复工作的电动机。     节能型:当电动机负荷较轻时,软启动器自动降低施加于电动机定子上的电压,减少电动机电流励磁分量,提高电动机功率因数。     (2)选规格:根据电动机的标称功率,电流负载性质选择启动器,一般软启动器容量稍大于电动机工作电流,还应考虑保护功能是否完备,例如:缺相保护、短路保护、过载保护、逆序保护、过压保护、欠压保护等。   3Alt48软启动器的特点     Alt48软启动器启动时采用专利技术的转矩控制。转矩斜坡上升更快速,损耗更低。具有电动机和软启动器综合保护功能,能全时连续检测电机电流,提供电机可靠和完整保护,这种保护功能在启动结束旁路后仍能起作用,这是其它软启动器都不具备的。     Alt48在保持加速力矩的同时,实时计算定子和转子的功率。在整个加速周期连续计算电机功率因数和定子损耗,通过检测电压和电流来计算功率因数,并扣除定子损耗,得到实际的转子功率和电机力矩。     4Alt48软启动器的应用     设计采用一拖二方案,见图4,即一台软启动器带两台水泵,可以依次启动,停止两台水泵。一拖二方案主要特点是节约一台软启动器,减少了投资,充分体现了方案的经济性,实用性。    (1)启动过程:首先选择一台电动机在软启动器拖动下按所选定的启动方式逐渐提升输出电压,达到工频电压后,旁路接触器接通。然后,软启动器从该回路中切除,去启动下一台电机。     (2)停止过程:先启动软启动器与旁路接触器并联运行,然后切除旁路,最后软启动器按所选定的停车方式逐渐降低输出电压直到停止。     5应用效果     通过一年的运行,表明该装置可靠性高,性能完善,能满足生产要求。主要体现在以下几点:     (1)使用软启动器后,启动电流明显降低,减少配电容量与增容投资。     (2)软启动器实现平稳启动,对水泵及管道无冲击,提高供电可靠性和供水可靠性。     (3)采用软停车方式减少对机械的冲击,防止水锤效应,延长水泵及其相关设备的使用寿命。     (4)多种启动模式及保护功能融于一体,防止事故的产生。   软起动可减小电动机硬起动(即直接起动)引起的电网电压降,使之不影响共网其它电气设备的正常运行,可减小电动机的冲击电流,冲击电流会造成电动机局部温升过大,降低电动机寿命,可减小硬起动带来的机械冲力,冲力加速所传动机械(轴、啮合齿轮等)的磨损,减少电磁干扰,冲击电流会以电磁波的形式干扰电气仪表的正常运行。软起动使电动机可以起停自如,减少空转,提高作业率,因而有节能作用。      软起动的分类   软起动可分为有级和无级两类,前者的调节是分档的;后者的调节是连续的。传统的软起动均是有级的,如星/角变换软起动,自耦变压器软起动,电抗器软起动等等。连续调节的主要有三种:以电解液限流的液阻软起动,以晶闸管(SCR)为限流器件的晶闸管软起动,以磁饱和电抗器(SR)为限流器件的磁控软起动。     变频调速装置也是一种软起动装置,它是比较理想的一种,它可以在限流的同时保持高的起动转矩。价格贵是制约其推广应用的主要因素。人们购置变频调速装置一般都是着眼于调速,所以,常常不把它归类于软起动装置。     在电动机定子回路,通过串入有限流作用的电力器件实现软起动,叫做降压或限流软起动。它是软起动中的一个主要类别。高压降压软起动又是其中的一个重要类别。     软起动过程描述参数与软起动装置优劣评分项目   为了能够客观地对软起动过程以及装置做出比较和评价,提出以下15条。不言而喻,所有的比较和评价只有在电网、电动机、负载相同的条件下才有意义。   1.软起动能否完成,以及起动(完成)时间;   2.软起动过程中的电动机最大电流(标幺值);   3.软起动过程中的最大电网电压降(标幺值);   4.软起动过程中电动机有否机电共振等异常现象;   5.软起动过程中电流的高次谐波含量(标幺值);   6.软起动装置的价格(常以单位容量的人民币表示);   7.软起动装置允许的连续起动次数;   8.软起动装置占用的空间大小;   9.软起动装置限流器件开度的易控性:调节是否平滑、快速;   10.软起动装置对使用环境要求的裕度;   11.软起动装置的起动重复性(相连两次软起动“过程描述参数”的守恒性);   12.软起动装置所提供的起动和停止方式的多样性;   13.软起动装置所具备的对于装置本身以及电动机综合保护功能的完备性(包括过流、过载、欠相、起动超时、接地等,包括故障提示和显示、诊断、记忆等);   14.软起动装置在起动过程中的噪声大小;   15.软起动装置所需要的辅助电源功率的大小。   注:上述项目均属于“装置评分项目”,前五项属于“过程描述参数”。      液阻软起动   液阻是一种由电解液形成的电阻,它导电的本质是离子导电。它的阻值正比于相对的二块电极板的距离,反比于电解液的电导率,极板距离和电导率都便于控制。液阻的热容量大。液阻的这两大特点(阻值可以无级控制和热容量大),恰恰是软起动所需要的。加上另一个十分重要的优势即低成本使液阻软起动得到广泛的应用。   液阻软起动也有缺点:   ◎液阻箱容积大,其根源在于阻性限流,减小容积引起温升加大。一次软起动后电解液通常会有10°C~30°C的温升,使软起动的重复性差。   ◎移动极板需要有一套伺服机构,它的移动速度较慢,难以实现起动方式的多样化。   ◎液阻软起动需要维护,液箱中的水,需要定期补充。电极板长期浸泡于电解液中,表面会有一定的锈蚀,需要作表面处理(一般2至3年一次)。   ◎液阻软起动装置不适合于置放在易结冰或颠簸的现场。      近年有所谓的热变液阻软起动装置,通过液阻本身在软起动过程中的温升,借助电解液电导率与温度的正相关性实现无极板伺服机构的软起动。但是,其可行性大可质疑:它的限流器件不具备限流能力易控性,装置对使用环境温度要求高,软起动重复性差。     液阻软起动装置可以串在绕线电动机转子回路实现重载软起动,售价低廉,在软起动过程中不产生高次谐波等等,则是它突出的优点。预言它即将被淘汰,肯定是为时过早。     液阻软起动装置国外早已使用。至今,在国内仍然运行着不少国外的液阻软起动产品,来自日本、加拿大、意大利等国。出厂日期从60年代到90年代均有。国产品的生产厂家很多,知名度较高的有湖北襄樊的追日公司、大力公司、雷诺尔公司、沈阳前特兰公司以及上海的几家公司等。     晶闸管软起动   晶闸管软起动产品问世不过30年左右的时间。它是当今电力电子器件长足进步的结果。10年前,电气工程界就有人指出,闸管软起动将引发软起动行业的一场革命。目前在低压(380伏)范围内,晶闸管软起动产品价格已经下降到液阻软起动的大约2倍。而其主要性能却大大优于液阻软起动。与液阻软起动相比,它的体积小、结构紧凑,几乎免维护,功能齐全,菜单丰富,起动重复性好,保护周全,这些都是液阻软起动难以望其项背的。     但是晶闸管软起动产品也有缺点。一是高压产品的价格太高,是液阻的5~10倍,二是晶闸管引起的高次谐波较严重,三是对于绕线转子异步机无所作为。在这几个缺点中,价格高是制约其发展的主要因素。对于贫者,无力选用它;对于富者,何不直接选用高压变频装置?这就是高压晶闸管软起动比较受冷落的原因。     生产高压晶闸管软起动装置的厂家主要是:Rockwell、Motortronics、Benshaw等三家国外厂家,国内据说某研究所近期会有此类产品问世。据调查,国外厂家截至2001年9月在中国大陆的高压晶闸管软起动装置销售量仅仅为30多台。     磁控软起动的工作原理和结构   磁控软起动是从电抗器软起动衍生出来的。用三相电抗器串在电动机定子实现降压是两者的共同点。磁控软起动不同于电抗器软起动的主要点是其电抗值可控。总体说来,起动开始时电抗器的电抗值较大,在软起动过程中,通过反馈调节使电抗值逐渐减小,及至软起动完成后被旁路。     电抗值的变化是通过控制直流励磁电流,改变铁芯的饱和度实现的,所以叫做磁控软起动。因为磁饱和电抗器的输出功率比控制功率大几十倍,它也可以称为“磁放大器”。由于它不具有零输入对应零输出的特点,所以,不建议采用“磁放大器”这一词。     磁饱和电抗器有三对交流绕组(每相一对)和三相共有的一个直流励磁绕组。在交流绕组里流过的是电动机定子电流,它必然会在直流励磁绕组上感应出电势。后者会影响励磁回路的运行。用一对交流绕阻的主要原因就是为了抵消这种影响。     显然,电抗值的调节是静止的、无接触的、非机械式的。这就为微电子技术的介入打开了大门。所以,在工作原理上磁控软起动与晶闸管软起动是完全相同的。说磁控软起动能够实现软停止,能够具有晶闸管软起动所具有的几乎全部功能,其原因盖出于此。     高压磁饱和电抗器在原理和结构上与低压(380伏)磁饱和电抗器没有本质区别,但是在某些方面采取了一些特殊处理。     磁饱和电抗器具有0.1秒量级的惯性,这使得磁控软起动的快速性比晶闸管软起动慢一个数量级。对于电动机系统的大惯性来说,磁控软起动的惯性是不足为虑的。     有人说磁控软起动不产生高次谐波。这是错误的。只要饱和,就一定会有非线性,就一定会引起高次谐波。只是磁饱和电抗器产生的高次谐波会比工作于斩波状态的晶闸管要小一些。磁控软起动装置需要有相对较大功率的辅助电源,噪声较大则是其不足之处。  QS为高压隔离开关,QF为真空断路器,SR为磁饱和电抗器,M为电动机     磁控软起动装置现状   发达国家很少有这类产品,这可能与发达国家的国情有关。   在国内,西安某公司生产磁控软起动已有4年以上的历史。但该公司不生产高压磁控软起动装置,仅仅生产不大于330KW的低压磁控软起动装置。它的产品分成二个类别,即高于160KW和低于160KW。前者需要与星/角转换配合(因此,也只适合于定子角接的电动机);后者则单一地靠磁饱和电抗器。其控制系统仍停留在模拟集成电路阶段。      天津市先导机电有限公司研制的高压磁控软起动装置在济源钢铁公司顺利投产,标志着磁控软起动已经踏入了高压的门坎。该装置的起动对象是炼铁厂高炉的4#风机异步电动机(6KV、2MW),软起动方式是3.2倍额定的恒流软起动,软起动时间为34秒,软起动重复性好,满足了生产工艺要求。      高压磁控软起动前瞻   什么是高压磁控软起动装置?它是一种兼具高压晶闸管软起动装置性能和高压液阻软起动价格的装置。所以,它有可能成为国内乃至国外高压软起动装置市场上的主流产品。     从高压磁控软起动今后发展看,要解决两个问题:一是将交流电压等级从目前的6KV提高到10KV,预计这不会遇到大的困难。二是将容量从目前的2MW提高到20MW。     据调查,特大容量(20MW以上)电动机的软起动至今还没有一种圆满的技术手段。采用专建一个变电站的办法和重金购买特大容量的高压变频装置的办法,都是出于无奈的办法。     因此,液阻软起动、晶闸管软起动、磁控软起动都面对着特大容量电动机起动的挑战。特大容量往往要求将限流电力器件安装在主电室外甚至户外,液阻软起动装置将不得不面对户外环境的问题,特大箱体、特大极板的问题,晶闸管软起动将不得不面对串、并联高压晶闸管的均压、均流问题。     磁控软起动面临的主要问题将是如何在有效防干扰的前提下把磁饱和电抗器的容量做大。特大容量磁饱和电抗器在世界上并非没有先例。70年代末,在武汉钢铁公司1米7工程热轧厂引进的比利时ACEC公司无功补偿装置里,就包含了一台这样的饱和电抗器:10KV,30MVA,它一直运行至今。   因此,磁控软起动装置攻克特大容量电动机软起动难题指日可待。     软起动相关问题   ◎降压或限流软起动的作用?   用它可减小电动机硬起动(即直接起动)引起的电网电压降,不会影响共网其它电气设备的正常运行,可减小电动机的冲击电流,冲击电流会造成电动机局部温升过大,降低电动机寿命,可减小硬起动带来的机械冲力,冲力加速所传动机械(轴、啮合齿轮等)的磨损,减少电磁干扰,冲击电流会以电磁波的形式干扰电气仪表的正常运行。     ◎磁控软起动的适用范围和不适用范围?   适用范围:笼形转子的异步电动机或同步电动机;   不适用范围:绕线转子的异步电动机。     ◎是不是磁控软起动不适用于重载软起动?   不是。只要用户选用了笼形转子的异步电动机或同步电动机,就可以选用磁控软起动,不论载荷是轻或是重。      ◎什么叫做软起动的起动方式?   软起动的起动方式是指用什么方法使电动机由静止态到稳定的运转态。例如恒电流起动,斜坡电压起动,电流带冲击的(“踢一脚”)起动(这个冲击有助于克服静阻矩),以及这些方式的交替或组合。开环软起动也是一种软起动方式。      ◎什么是软起动的起动方式菜单化?   菜单化表示可选,可以由按键输入,通过计算机软件完成软起动的起动方式的选择。     ◎什么是软起动仿真?   将用户提供的数据,输入到计算机内,从而得到输出——软起动相关机电变量:转速、电流、电压等的时间曲线,以及描述曲线特征的一些关键数据。软起动仿真给出的结果虽然只是一种预测,但对用户和设计均有重要的参考价值。     ◎磁控软起动是否只适合于大容量电动机?   否。只要用户有需求,不论大小均可采用磁控软起动。但是,如果磁控软起动用在高压、大容量电动机场合,它的性能价格比优势会更明显。      ◎列表比较电抗器软起动、液阻软起动、晶闸管软起动和磁控软起动
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