大中型电动机软启动器的应用

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1、大中型电动机软启动器的应用　　述了大中型电动机新型控制启动装置软启动器的原理、功能和特点，以及在丹江口水电站中的应用情况，并针对软启动口出现的问题提出了改进意见和观点，对于完善软启动器在该领域的控制功能和普及应用将起到积极作用。　　传统的大中型电动机控制装置采用的是接触器、磁力启动器直接启停方式，缺点是控制方式简单、不灵活，对系统冲击较大且控制元件易损坏，维护工作量大。　　随着计算机控制技术的日趋成熟，近年来一种以计算机为核心，采用双向可控硅为主控回路的智能化新型控制器“软启动器”已普遍应用于该领域，它以控制方式灵活简便，对系统冲击小且控制元件

2、不易损坏以及维护方便等诸多优点正逐步取代传统的控制装置。当然新产品应用总会暴露出一些不足，本文以丹江口电厂使用的软启动器为基础，对其在3年中的运行情况及暴露出的问题进行探讨，从生产角度提出几点改进建议使其控制功能更加完善，供生产厂家及同行们参考。　　1软启动器的功能及特点　　1．1应用情况　　丹江电厂20m3空压机系统是机组调相、检修和其它用气设备的气源，由2台空压机和4个储气罐构成，工作气压为0．6～0．8MPa，空压机的电机容量为132kW，额定电流272A。2套独立的控制系统各控制1台空压机，运行已20多年，设备老化严重，故障率高。受当时

3、科技水平的限制，逻辑控制回路由继电器构成，启动方式为传统的频敏电阻降压方式，启动电机执行元件是接触器。控制系统接线复杂，故障点多，对电机保护功能不全，启动电流大，对厂用电有较大的冲击，不利于其它设备的稳定运行。1997年初对该系统改造时，应用了软启动器。新控制系统解决了原控制系统存在的诸多问题，且有利于同正着手全面改造的新计算机监控系统接口，为提高全厂综合自动化水平，实现减人增效打下了基础。　　1．2软启动器　　软启动器主要由CPU为8096的主控板、驱动板、电机主控制回路及控制面板构成。软启动器具有控制功能、电机保护功能以及显示、报警、参数设

4、置功能。　　1．2．1控制功能模式　　收到外部启、停命令后，按照预先设定的启、停方式实现对电机的控制。可选的启、停控制模式有以下几种：　　（1）限流软启动控制模式：如图1所示，电动机启动时，其输出电压从零迅速增加，直至输出电流达到设定的电流限幅值Ｉm，然后保证输出电流在不大于该值的情况下，电压逐渐升高，电动机逐渐加速，完成启动过程。　　（2）电压斜坡启动控制模式:如图2所示，U1为电动机启动所需较小转矩对应的初始电压。当电动机启动时，软启动器的输出电压迅速上升到整定值U1，然后按设定的速率逐渐增加，直至达到电网电压后，接触器吸合，启动过程完成。

5、　　（3）停车模式：电动机按所设定的速率逐渐减速直到完全停机。　　（4）自由停车：电动机不受控制地依惯性自由停机。　　（5）点动功能：在该方式的控制下，软启动器输出电压迅速增加至初始电压U1，并保持该输出电压值。　　1．2．2电机保护功能　　软启动器的电机保护功能有：相序保护、缺相保护、启动过流保护、运行过流保护、运行过载保护及电动机长时间不能完成启动过程保护。　　软启动器的保护功能动作时，软启动器将产生停机输出，并在控制面板上直接显示其原因。　　1．2．3显示、报警和参数设置功能　　在软启动器的控制面板上，可显示电机电流、报警信号及设定的参数

6、值；以数字形式设置电机保护值、电机运行方式；手动操作启、停电机。　　软启动器的工作原理是：软启动器收到启动命令后，便按所设定的启动方式进行有关计算，确定可控硅的触发输出电压信号，以控制电动机的启动过程。当电动机的启动过程完成后，软启动器便控制交流接触器吸合，短接所有可控硅，使电动机直接投网运行，避免不必要的能源损耗。图3为软启动器的原理图。　　1．3应用于丹江口电厂的软启动器　　1．3．1系统结构　　控制系统结构如图4所示，主要包括软启动器、可编程控制器、压力传感器、进气电磁阀。　　1．3．2系统主要功能　　（1）　控制功能　　自动／手动控制空

7、压机启、停。控制方式通过工作方式切换开关选择。　　自动工作方式时，根据气罐气压的变化自动启停空压机。手动方式时可编程控制器退出运行，在软启动器控制面板上手动操作启停空压机。根据20m3空压机系统的实际情况，选择电机的启停方式是限流软启动和软停车。　　（2）　保护功能　　保护功能涉及整个空压机系统。当发生一级气缸气压过高／低、油缸压力过高／低、排气温度过高以及断相、相序错、电机过流、过载等任一异常时，保护动作自动停机。　　（3）　监视、报警功能　　实时监视系统的运行工况，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

8、上有详细的故障报警显示，同时向中控室发报警信号。　　1．3．3系统工作原理　　当气罐气压降至空压机启动值时，可编程控制器向软启动器发出启动命令，软启动