該文針對我國煤礦長距離、大運(yùn)量、高速度帶式輸送機(jī)電機(jī)的軟起動問題結(jié)合某礦電機(jī)軟起動器的應(yīng)用實(shí)例重點(diǎn)介紹了電機(jī)軟起動器的特點(diǎn)、工作原理及在煤礦中應(yīng)用的效果分析了電機(jī)軟起動器與液力偶合器、星三角起動器相比較而顯示出的優(yōu)點(diǎn)。充分肯定了電機(jī)軟起動器是一種機(jī)電一體化的新技術(shù)產(chǎn)品是液力偶合器及其他設(shè)備的更新?lián)Q代產(chǎn)品在煤礦井下值得大力推廣使用。
關(guān)鍵詞:通用變頻器 軟起動器 電動機(jī)保護(hù)器
當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)已經(jīng)進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段,大型企業(yè)和大型裝備越來越多,大型電機(jī)(5000kW~60000kW)的應(yīng)用越來越多,大型電機(jī)的起動方法也越來越受到人們的重視。
社會發(fā)展是有階段性的。在不同階段,人們的生產(chǎn)手段、生產(chǎn)工具和生活用品都有很大的不同。上世紀(jì)80~90年代,我國的經(jīng)濟(jì)實(shí)力尚較薄弱,當(dāng)時的小水泥和小鋼鐵發(fā)展很快,1000kW~4000kW電機(jī)的應(yīng)用增長很快,與當(dāng)時的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)相適應(yīng)的液態(tài)起動裝置出現(xiàn),它經(jīng)濟(jì)實(shí)用,解決了電機(jī)起動中的一些問題。對當(dāng)時的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了一定的作用。到世紀(jì)之交時期,我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力已有較大的發(fā)展,生產(chǎn)手段和生產(chǎn)工具亦有了較大發(fā)展,電機(jī)容量也有了很大增長,人們開始不滿足液態(tài)起動裝置的低性能,于是晶閘管串聯(lián)式(固態(tài))軟起動裝置的應(yīng)用開始增加,繼而又出現(xiàn)了開關(guān)變壓器式軟起動裝置和磁飽和電抗器式(磁控)起動裝置,變頻裝置用于電機(jī)軟起動的情況也越來越多,當(dāng)前這四種產(chǎn)品是大型電機(jī)起動市場的主流產(chǎn)品,液態(tài)起動裝置則應(yīng)用在小型(5000kW以下)電機(jī)上較多。另外,兩種老式起動方法(自耦變壓器和變壓器-電動機(jī)組)也常常出現(xiàn)在20000kW以下電機(jī)的起動上。
大型電機(jī)驅(qū)動的設(shè)備一般都是企業(yè)的核心設(shè)備,直接影響企業(yè)的生產(chǎn)狀況,因此人們應(yīng)該對其起動給予特別的關(guān)注,合理的選擇起動裝置將給企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。但是電機(jī)起動技術(shù)畢竟不是一個企業(yè)的核心技術(shù),許多企業(yè)的電氣工作者很少有時間來研究各種起動方法之間的差別,往往會造成不恰當(dāng)?shù)倪x擇,有時甚至不得不做出第二次選擇,給企業(yè)造成不應(yīng)有的損失。因此,如實(shí)地說明各種起動方法的性能及其差別是非常重要的。為此我們在這方面做拋磚之嘗試,如有不完善和不妥之處,望不吝添金加玉。
一、電動機(jī)直接全壓起動的危害性及軟起動好處
⒈ 引起電網(wǎng)電壓波動,影響同電網(wǎng)其它設(shè)備的運(yùn)行
交流電動機(jī)在全壓直接起動時,起動電流會達(dá)到額定電流的4~7倍,當(dāng)電機(jī)的容量相對較大時,該起動電流會引起電網(wǎng)電壓的急劇下降,影響同電網(wǎng)其它設(shè)備的正常運(yùn)行。
軟起動時,起動電流一般為額定電流的2~3倍,電網(wǎng)電壓波動率一般在10%以內(nèi),對其它設(shè)備的影響非常小。
、 對電網(wǎng)的影響
對電網(wǎng)的影響主要表現(xiàn)在兩個方面:
①超大型電機(jī)直接起動的大電流對電網(wǎng)的沖擊幾乎類似于三相短路對電網(wǎng)的沖擊,常常會引發(fā)功率振蕩,使電網(wǎng)失去穩(wěn)定。
②起動電流中含有大量的高次諧波,會與電網(wǎng)電路參數(shù)引起高頻諧振,造成繼電保護(hù)誤動作、自動控制失靈等故障。
軟起動時起動電流大幅度降低,以上影響可完全免除。
、 傷害電機(jī)絕緣,降低電機(jī)壽命
、俅箅娏鳟a(chǎn)生的焦耳熱反復(fù)作用于導(dǎo)線外絕緣,使絕緣加速老化、壽命降低。
、诖箅娏鳟a(chǎn)生的機(jī)械力使導(dǎo)線相互摩擦,降低絕緣壽命。
③高壓開關(guān)合閘時觸頭的抖動現(xiàn)象會在電機(jī)定子繞組上產(chǎn)生操作過電壓,有時會達(dá)到外加電壓的5倍以上,這樣高的過電壓會對電機(jī)絕緣造成極大傷害。
軟起動時,最大電流降低一半左右,瞬間發(fā)熱量僅為直起的1/4左右,絕緣壽命會大大延長;軟起時電機(jī)端電壓可以從零起調(diào),可完全免除過電壓傷害。
、 電動力對電機(jī)的傷害
大電流在電機(jī)定子線圈和轉(zhuǎn)子鼠籠條上產(chǎn)生很大的沖擊力,會造成夾緊松動、線圈變形、鼠籠條斷裂等故障。
軟起動時,由于最大電流小,則沖擊力大大減輕。
、 對機(jī)械設(shè)備的傷害
全壓直接起動時的起動轉(zhuǎn)矩大約為額定轉(zhuǎn)矩的2倍,這么大的力矩突然加在靜止的機(jī)械設(shè)備上,會加速齒輪磨損甚至打齒、加速皮帶磨損甚至拉斷皮帶、加速風(fēng)葉疲勞甚至折斷風(fēng)葉等等。
軟起動的轉(zhuǎn)矩不會超過額定轉(zhuǎn)矩,上述弊端可以完全克服。
當(dāng)采用減壓起動時,上述危害只有一定程度的降低;當(dāng)采用軟起動時,上述危害幾乎完全消失;獨(dú)立變壓器供電方式直接起動只能在電網(wǎng)電壓波動方面有所緩解,而其它方面的危害都照樣存在。
超大型電動機(jī)的價值都很高,在生產(chǎn)中也都起著核心作用。它的一點(diǎn)故障便會造成很大的經(jīng)濟(jì)損失,對它采用完善的保護(hù)是非常必要的。比如說對一臺電機(jī)我們不能指望它的各處絕緣都是完全一致的,可能在某一點(diǎn)就有個薄弱環(huán)節(jié),出廠試驗時它能通過,但在長時間的沖擊下這個薄弱環(huán)節(jié)會逐漸首先顯露出來,使其壽命縮短。如果我們采取軟起動,則可以大大延長電機(jī)的使用壽命,這兩種方案哪一個合算呢?這是顯而易見的。