污水泵軟啟動(dòng)故障的處理

朱　偉　何　劍

[摘要]電機(jī)軟啟動(dòng)器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)的交流電機(jī)啟動(dòng)，在川西北氣礦用電節(jié)能改造工程中，對(duì)江油市中壩天然氣第4號(hào)井站的兩臺(tái)污水泵啟動(dòng)方式進(jìn)行了改裝，該井站兩臺(tái)污水泵改造前為自耦變壓器啟動(dòng)，節(jié)能改造工程中更換為軟啟動(dòng)器啟動(dòng)，但是在施工單位安裝好配電盤(pán)柜后通電試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)軟啟動(dòng)器無(wú)法正常工作，通過(guò)分析查找原因，最終將故障排除，實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)器的正常起停。文章就軟啟動(dòng)器控制線路設(shè)計(jì)缺陷分析軟啟故障，供同行參考。

[關(guān)鍵詞]電機(jī)軟啟動(dòng)故障

0引言

軟啟動(dòng)器是一種集電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)、軟停車和多種保護(hù)功能于一體的電動(dòng)機(jī)綜合控制裝置。它主要的構(gòu)成是串接于電源與被控電動(dòng)機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管及其電子控制電路，通過(guò)芯片控制晶閘管的移相控制角，調(diào)節(jié)其輸出電壓，實(shí)際為晶閘管交流調(diào)壓器。當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，它的輸出電壓為輸入電壓的一部分，當(dāng)晶閘管全導(dǎo)通時(shí)，輸出電壓和輸入電壓相等，軟啟動(dòng)器自動(dòng)切換到旁路運(yùn)行，這樣不會(huì)引起電流突變，軟啟動(dòng)器能夠限制峰值扭矩，避免引起水擊；在停電動(dòng)機(jī)過(guò)程中，可以使電動(dòng)機(jī)速度平滑地下降到零，避免電動(dòng)機(jī)突然停止，產(chǎn)生水錘現(xiàn)象。

1電機(jī)控制原理

川西北氣礦用電節(jié)能改造工程中，江油市中壩天然氣第4號(hào)井站的兩臺(tái)污水泵電動(dòng)機(jī)控制原理如圖1所示。QF為低壓配電柜上面為電機(jī)供電的主開(kāi)關(guān)，控制方式為手動(dòng)控制；KMl為軟啟動(dòng)器提供電源；KM2為旁路運(yùn)行控制；KH為電機(jī)保護(hù)；SS為停止按鈕；ST為啟動(dòng)按鈕。

當(dāng)QF送電以后，控制回路和軟啟動(dòng)器控制回路得電，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕ST時(shí)，KMl線圈得電吸合，KMl的一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，KAl得電，KAl的其中一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合將KMl自保持，同時(shí)另外一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)給軟啟動(dòng)器一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，軟啟動(dòng)器啟動(dòng)。當(dāng)電機(jī)的啟動(dòng)電流下降以后，軟啟動(dòng)器自動(dòng)切換到旁路運(yùn)行，KM2得電吸合，旁路開(kāi)始運(yùn)行，電機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行。當(dāng)需要停泵時(shí)，按下SS按鈕，控制回路斷電，KMl斷電，軟啟動(dòng)器和KM2均失電，KAl斷電，控制軟啟動(dòng)器運(yùn)行的KAl常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，軟停開(kāi)始，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

2故障現(xiàn)象

當(dāng)我們安裝好低壓配電柜并接好控制線路以后，開(kāi)始試啟動(dòng)，按下啟動(dòng)按鈕，電機(jī)開(kāi)始正常啟動(dòng)，大約經(jīng)過(guò)5s后，旁路繼電器KM2動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)旁路全壓運(yùn)行；但是在停泵的時(shí)候，當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，電機(jī)停止，軟啟動(dòng)故障指示燈立即點(diǎn)亮，第二次啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，就無(wú)法啟動(dòng)。通過(guò)檢查我們發(fā)現(xiàn)控制回路接線沒(méi)有任何問(wèn)題，當(dāng)我們第一次啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)并停止后，第二次必須先按一下啟動(dòng)按鈕，再按一下停止按鈕，故障才消失，故障指示燈熄滅。在第二次按啟動(dòng)和停止時(shí)，電機(jī)無(wú)任何反應(yīng)，當(dāng)?shù)谌伟聪聠?dòng)按鈕時(shí)，電機(jī)又可以正常啟動(dòng)，按下停止按鈕時(shí)軟啟動(dòng)器又重復(fù)報(bào)故障，即中間必須多進(jìn)行一次啟停的操作后才能恢復(fù)正常。

3原因分析

我們?cè)俅尾檎以?，按照?qǐng)D紙接線，沒(méi)有差錯(cuò)；按照廠家的試驗(yàn)方法，軟啟動(dòng)器也沒(méi)有問(wèn)題。假如軟啟動(dòng)器出現(xiàn)故障，第一次電動(dòng)機(jī)應(yīng)該啟動(dòng)不了才對(duì)。我們?cè)倩氐絾?dòng)過(guò)程的分析，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕ST時(shí)，KMl線圈得電吸合，KMl其中一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，KAl得電，KAl其中一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合將KMl保持，同時(shí)另外一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，給軟啟動(dòng)器一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，軟啟動(dòng)器啟動(dòng)，當(dāng)電機(jī)的啟動(dòng)電流下降以后，軟啟動(dòng)器自動(dòng)切換到旁路運(yùn)行，KM2得電吸合，旁路開(kāi)始運(yùn)行，電機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行，啟動(dòng)過(guò)程沒(méi)有問(wèn)題。

停泵時(shí)，按下停止按鈕SS，KMl失電，KAl觸點(diǎn)斷開(kāi)，給軟啟動(dòng)器一個(gè)停機(jī)信號(hào)，軟啟動(dòng)器和KM2同時(shí)失電，好象也應(yīng)該沒(méi)有問(wèn)題。

我們開(kāi)始查閱軟啟動(dòng)器資料和廠家說(shuō)明書(shū)，發(fā)現(xiàn)軟啟動(dòng)器不但有軟啟動(dòng)的功能，還具有軟停的功能?；氐轿覀兊目刂凭€路，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，KMl失電，KAl失電，控制啟動(dòng)停止的常開(kāi)觸點(diǎn)分?jǐn)?，給軟啟動(dòng)器一個(gè)停機(jī)信號(hào)，軟啟動(dòng)器開(kāi)始軟停過(guò)程，但是就在軟停開(kāi)始的同時(shí)，軟啟動(dòng)器主電源失電，是否就是因?yàn)檐浲＿^(guò)程沒(méi)有結(jié)束就失去主電源這個(gè)原因?qū)е萝泦?dòng)器報(bào)告故障呢?

4試驗(yàn)過(guò)程

為了證實(shí)我們的分析，我們提出了試驗(yàn)和解決方案。先進(jìn)行試驗(yàn)，原理是給軟啟動(dòng)器一個(gè)停機(jī)信號(hào)，等待軟停過(guò)程結(jié)束以后再停主回路電源。實(shí)現(xiàn)方法是將KAl和KMl的位置更換，用KAl來(lái)控制KMl，將KAl控制KMl線圈的常開(kāi)觸點(diǎn)引出，啟動(dòng)后，觸點(diǎn)閉合，將觸點(diǎn)的兩頭用短接線短接。當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，KA 1控制KMl的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，但是短接線依然為KMl供電，主回路未停，KAl的另外一對(duì)控制啟停的常開(kāi)觸點(diǎn)給軟啟動(dòng)器一個(gè)停機(jī)信號(hào)，軟啟動(dòng)器得到停機(jī)信號(hào)后開(kāi)始軟停。當(dāng)電機(jī)停止以后，我們?cè)贁嚅_(kāi)短接線，KMl失去控制電源而釋放，主電源斷開(kāi)。

通過(guò)分析研究，我們覺(jué)得此法可行，通過(guò)實(shí)際驗(yàn)證，按下開(kāi)機(jī)按鈕，電機(jī)正常啟動(dòng)，我們把控制KMl的KAl觸點(diǎn)用短接線短接，然后按下停機(jī)按鈕，軟啟動(dòng)器開(kāi)始停機(jī)，23s過(guò)后，停機(jī)過(guò)程完成，我們打開(kāi)短接線，主回路斷開(kāi)，軟啟動(dòng)器未報(bào)故障，試驗(yàn)成功。

但是如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制呢?經(jīng)過(guò)分析，我們發(fā)現(xiàn)可以在KMl的控制回路增加一個(gè)時(shí)間控制器，將KMl延時(shí)斷電，等待軟啟動(dòng)器停機(jī)后再切斷主電源。經(jīng)過(guò)探討，我們?cè)O(shè)計(jì)了如圖2的控制線路。

如圖2所示，我們將KAl和KMl更換位置，在中間繼電器KAl和熱繼電器KH兩端并聯(lián)一個(gè)時(shí)間繼電器，用時(shí)間繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)來(lái)控制KMl，此觸點(diǎn)的功能為通電閉合延時(shí)斷開(kāi)，延時(shí)的長(zhǎng)短可調(diào)節(jié)。

控制原理為：

當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，中間繼電器KAl得電閉合，其中一常開(kāi)觸點(diǎn)閉合并自保持，同時(shí)時(shí)間繼電器得電閉合，時(shí)間繼電器KT觸點(diǎn)將KMl控制回路接通，主回路通電，KAl的另外一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)同時(shí)給軟啟動(dòng)器一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，軟啟動(dòng)器開(kāi)始控制電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)。當(dāng)按下停機(jī)按鈕時(shí)，KAl失電，觸點(diǎn)斷開(kāi)，給軟啟動(dòng)器一個(gè)停機(jī)信號(hào)，但是時(shí)間繼電器要延時(shí)動(dòng)作，所以時(shí)間繼電器KT控制KMl的觸點(diǎn)未斷開(kāi)，KMl依然保持閉合，主回路保持通電。當(dāng)軟停過(guò)程結(jié)束以后，時(shí)間繼電器計(jì)時(shí)結(jié)束，時(shí)間繼電器動(dòng)作，KMl失電，軟啟動(dòng)器主電源失電，停機(jī)過(guò)程結(jié)束。

在實(shí)際驗(yàn)證中，整個(gè)啟動(dòng)和停止達(dá)到符合我們?cè)O(shè)計(jì)的要求，我們將時(shí)間繼電器的動(dòng)作時(shí)間整定為20s。啟動(dòng)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕ST，電機(jī)開(kāi)始啟動(dòng)，大約5s后我們聽(tīng)見(jiàn)“喀嚓”聲音，KM2動(dòng)作，電機(jī)切換到旁路運(yùn)行，啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束；按下停止按鈕時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速開(kāi)始下降，11s時(shí)電機(jī)完全停止，21s時(shí)，我們又聽(tīng)見(jiàn)“喀嚓”聲音，KMl斷開(kāi)，停機(jī)過(guò)程結(jié)束。

5結(jié)束語(yǔ)

查閱了軟啟動(dòng)器廠家的說(shuō)明書(shū)和圖例，我們發(fā)現(xiàn)廠家的圖例中沒(méi)有接觸器KMl，啟動(dòng)和停止信號(hào)直接作用于軟啟動(dòng)器，電動(dòng)機(jī)停止以后，輸入端依然帶電，設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)過(guò)程中增加了KMl，由于軟啟動(dòng)器安裝在現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)初衷是考慮停機(jī)后切除軟啟動(dòng)器的主電源，防止軟啟動(dòng)器輸入端主電源帶電，保證人員安全，但是在設(shè)計(jì)時(shí)忽略了軟停過(guò)程，直接用KAl控制軟啟動(dòng)器和主電源KMl，造成軟停未開(kāi)始就切斷軟啟動(dòng)器電源，軟啟動(dòng)器報(bào)故障，第二次就無(wú)法正常啟動(dòng)。