異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)是人們比較熟悉和關(guān)注的題目，從原理上講只有兩種方式：直接起動(dòng)和降壓起動(dòng)。直接起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，對(duì)電網(wǎng)沖擊影響大，只能在中小型電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)上得到應(yīng)用。在不答應(yīng)直接起動(dòng)的情況下，就需要采用降壓?jiǎn)?dòng)方式，降壓?jiǎn)?dòng)一般有星／三角啟動(dòng)、自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)及文中推薦的軟啟動(dòng)器啟動(dòng)方法。

 

    一、軟啟動(dòng)簡(jiǎn)述

 

    軟啟動(dòng)器是一種集電機(jī)軟啟動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新型電機(jī)控制裝置，用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，輸出電壓逐漸增加，電動(dòng)機(jī)逐漸加速，直至電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓的機(jī)械特性上。

 

    1. 軟啟動(dòng)和一般降壓?jiǎn)?dòng)的區(qū)別

 

    在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，降低加到電動(dòng)機(jī)定子繞組的電壓，可以減小電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流。一般降壓?jiǎn)?dòng)是指電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過程中加在電動(dòng)機(jī)定子繞組的電壓變化是瞬間突變的；而軟啟動(dòng)是使用調(diào)壓裝置在規(guī)定的啟動(dòng)時(shí)間內(nèi)，自動(dòng)地將啟動(dòng)電壓連續(xù)、平滑地上升直到達(dá)到額定電壓。

 

    異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性可用n=f（M）來(lái)表示，其特性曲線如（圖1）所示。

 

    從圖中可看出，若采用一般降壓?jiǎn)?dòng)，假設(shè)啟動(dòng)電壓U=0.5Ue,則電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩為0.25Mn，即啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩只有電動(dòng)機(jī)大轉(zhuǎn)矩的1/4。假如在此時(shí)將電壓U加大到電動(dòng)機(jī)額定電壓Ue， 則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩一下子就從1/ 4 跳到Mn， 這樣的啟動(dòng)過程是跳躍的、不平滑的，對(duì)生產(chǎn)工藝要求平穩(wěn)啟動(dòng)的場(chǎng)合不宜采用。而軟啟動(dòng)從初始電壓開始電壓連續(xù)平穩(wěn)地增大。從圖1中0.5Ue 的那根曲線連續(xù)平滑的不斷向右平行移動(dòng)，一直平穩(wěn)到與額定電壓Ue那根曲線重合時(shí)為止，那么電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩就會(huì)平滑地增大一直到轉(zhuǎn)矩為大值Mn時(shí)為止，啟動(dòng)過程也就結(jié)束。這樣，啟動(dòng)過程中電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是平滑的而不是跳躍的，啟動(dòng)過程是平穩(wěn)的。

 

    2、啟動(dòng)方式對(duì)電網(wǎng)的影響

 

    比較異步電機(jī)的各種啟動(dòng)方式，如（圖2）所示，可以看出當(dāng)電機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，對(duì)電網(wǎng)的沖擊大，沖擊時(shí)間也長(zhǎng)，而通常使用的降壓?jiǎn)?dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊雖比較小，但是由于涉及到一個(gè)線圈電壓切換過程，所以出現(xiàn)二次沖擊的不利環(huán)節(jié)，軟啟動(dòng)由于在啟動(dòng)前設(shè)定了一個(gè)不對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生影響的啟動(dòng)電流，電流是緩慢增大至設(shè)定電流，故無(wú)沖擊電流，對(duì)電網(wǎng)的影響小，并且能消除啟動(dòng)力矩的沖擊。

 

    二、電機(jī)軟啟動(dòng)器在空壓機(jī)改造中的應(yīng)用

 

    通過軟啟動(dòng)和其他啟動(dòng)方式的理論分析和比較，說明軟啟動(dòng)可以在大型三相鼠籠式交流異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)上得以應(yīng)用，故用電機(jī)軟啟動(dòng)器對(duì)一老式空壓機(jī)進(jìn)行改造，以適合現(xiàn)場(chǎng)需要。

 

    1.空壓機(jī)改造前狀況

 

    空壓機(jī)電機(jī)功率：200 kW，改造前采用自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)方式，由時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)電機(jī)電壓的切換控制，啟動(dòng)不穩(wěn)定，故障率較高。主接觸器采用CJ10型交流接觸器，觸點(diǎn)經(jīng)常燒壞，且對(duì)電網(wǎng)影響嚴(yán)重，考慮采用軟啟動(dòng)器實(shí)現(xiàn)電機(jī)的平穩(wěn)啟動(dòng)和運(yùn)行。

 

    2.軟啟動(dòng)器和其他元件的選型

 

    根據(jù)空壓機(jī)的實(shí)際情況，選擇了ABB公司生產(chǎn)的PST250-600-70型軟啟動(dòng)器，此軟啟動(dòng)器是基于的微處理器技術(shù)設(shè)計(jì)出來(lái)的，用于實(shí)現(xiàn)鼠籠式的軟啟動(dòng)和軟停止。它還附帶了幾種先進(jìn)的電機(jī)保護(hù)功能，具有多種集成的保護(hù)和報(bào)警功能，幾乎可以檢測(cè)到所有故障，并將其顯示出來(lái)。根據(jù)需要，我們還對(duì)熔斷器、旁路接觸器和熱保護(hù)進(jìn)行了選型。

 

    3.軟啟動(dòng)器的接線和控制

 

    當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，由電子電路控制晶閘管的導(dǎo)通角使電機(jī)的端電壓以設(shè)定的速度逐漸升高，一直升到全電壓，使電機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊啟動(dòng)到控制電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)的過程。當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完成并達(dá)到額定電壓時(shí)，使三相旁路接觸器閉合，電動(dòng)機(jī)直接投進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行。空壓機(jī)啟動(dòng)時(shí)是空載，則在正常運(yùn)行時(shí)，保持了所需的較低端電壓，使電機(jī)的功率因數(shù)升高，效率增大。在電機(jī)停機(jī)時(shí)，也通過控制晶閘管的導(dǎo)通角，使電機(jī)端電壓慢慢降低至0 ，從而實(shí)現(xiàn)軟停機(jī)。

 

    4 調(diào)整與試車

 

    軟啟動(dòng)控制柜安裝完成后認(rèn)真檢查，按設(shè)計(jì)圖紙核對(duì)接線是否正確。晶閘管等電子器件不答應(yīng)做盡緣電阻測(cè)試，只能用數(shù)字萬(wàn)用表高阻檔檢查軟啟動(dòng)器中晶閘管的盡緣情況。新的軟啟動(dòng)器（冷態(tài)時(shí)）每組晶閘管輸進(jìn)輸出端子間丈量電阻值應(yīng)指示1.3M左右，相間（相間未接控制回路時(shí)）、相對(duì)地丈量電阻值應(yīng)該指示為無(wú)窮大。在電動(dòng)機(jī)與軟啟動(dòng)器連接前，必須用500V盡緣電阻測(cè)試器檢查電動(dòng)機(jī)和電纜的盡緣狀態(tài)。只有盡緣電阻符合有關(guān)規(guī)定，才準(zhǔn)許將電動(dòng)機(jī)連接到軟啟動(dòng)器輸出端進(jìn)行啟動(dòng)試驗(yàn)。檢查確認(rèn)無(wú)誤后，連接電動(dòng)機(jī)并設(shè)定啟動(dòng)方式、初始電壓、啟動(dòng)時(shí)間和停機(jī)時(shí)間等技術(shù)參數(shù)。然后進(jìn)行空壓機(jī)啟動(dòng)試驗(yàn)和參數(shù)優(yōu)化。

 

    三、總結(jié)

 

    自改造后的一年多來(lái)，空壓機(jī)運(yùn)行很正常，能夠很好滿足公司生產(chǎn)要求。軟啟動(dòng)器是性能比較好的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制設(shè)備，由于在電動(dòng)機(jī)空載或輕載時(shí)采用軟啟動(dòng)器的節(jié)能模式進(jìn)步了電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)并減少輸電線路和供電變壓器的損耗因此起到節(jié)能作用，軟啟動(dòng)技術(shù)應(yīng)該得到推廣應(yīng)用。

 

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