軟啟動(dòng)在間接冷卻水系統(tǒng)的應(yīng)用

馮志軍

摘要:本文對(duì)軟啟動(dòng)器做了介紹，并以施耐德Altistart48型軟啟動(dòng)器為例淺談軟啟動(dòng)器在間接冷卻水泵系統(tǒng)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:異步電動(dòng)機(jī);軟起動(dòng)

前言

我工廠的間接冷卻水系統(tǒng)采用以下方式：

間接水自保安水塔到地下管網(wǎng)進(jìn)入廠房，形成廠房?jī)?nèi)網(wǎng)狀管網(wǎng)對(duì)池爐、成型、加工車間設(shè)備冷卻后，回到地下水池內(nèi)，由水泵將高溫水，泵回水處理車間冷卻塔進(jìn)行冷卻，再由水泵將水打入保安水塔。

針對(duì)于該系統(tǒng)使用水泵多、功率大且啟動(dòng)頻繁，大致是由以下幾種情況發(fā)生:? ①由于大部分電機(jī)采用直接起動(dòng)方式,除了造成對(duì)電網(wǎng)及拖動(dòng)系統(tǒng)的沖擊和事故之外,8~10倍的起動(dòng)電流造成巨大的能量損耗。? ②在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)容量選配時(shí),往往片面追求大的安全余量,且層層加碼,結(jié)果使電動(dòng)機(jī)容量過(guò)大,造成“大馬拉小車”的現(xiàn)象,導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)偏離最佳工況點(diǎn),運(yùn)行效率和功率因數(shù)降低。? ③從電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械自身的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性考慮,往往要求電力拖動(dòng)系統(tǒng)具有變壓、變速調(diào)節(jié)能力,若用定速定壓拖動(dòng),勢(shì)必造成大量的額外電能損失。

④以前采用的啟動(dòng)是星三角啟動(dòng)，耗費(fèi)功率大而且由于啟動(dòng)頻繁對(duì)接觸器的損壞也增加。

由于工廠生產(chǎn)的不斷更新和發(fā)展,對(duì)水泵電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能提出了越來(lái)越高的要求,歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面;? ①?求電動(dòng)機(jī)有足夠大的,并且能平穩(wěn)提升的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和符合要求的機(jī)械特性曲線;? ②盡可能小的起動(dòng)電流;? ③起動(dòng)設(shè)備盡可能簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠,起動(dòng)操作方便;? ④起動(dòng)過(guò)程中的功率消耗應(yīng)盡可能的少。? 二、何謂軟起動(dòng)

所謂“軟起動(dòng)”,實(shí)際上就是按照預(yù)先設(shè)定的控制模式進(jìn)行的降壓起動(dòng)過(guò)程。目前的軟起動(dòng)器一般有以下幾種起動(dòng)方式:? (1)?限流軟起動(dòng):限流起動(dòng)顧名思義就是在電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程中限制其起動(dòng)電流不超過(guò)某一設(shè)定值(Im)的軟起動(dòng)方式。主要用在輕載起動(dòng)的負(fù)載的降壓起動(dòng),其輸出電壓從零開(kāi)始迅速增長(zhǎng),直到其輸出電流達(dá)到預(yù)先設(shè)定的電流限值Im,然后在保持輸出電流I這種起動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)電流小,且可按需要調(diào)整,(起動(dòng)電流的限值Im必須根據(jù)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)設(shè)定,Im設(shè)置過(guò)小,將會(huì)使起動(dòng)失敗或燒毀電機(jī)。)對(duì)電網(wǎng)電壓影響小。其缺點(diǎn)是在起動(dòng)時(shí)難以知道起動(dòng)壓降,不能充分利用壓降空間,損失起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,起?動(dòng)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。? (2)轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng):主要用在重載起動(dòng),它是按電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩線性上升的規(guī)律控制輸出電壓,它的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)平滑、柔性好,對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)有利,同時(shí)減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊,是最優(yōu)的重載起動(dòng)方式。它的缺點(diǎn)是起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)。? (3)轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)與轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)一樣也是用在重載起動(dòng)的場(chǎng)合。所不同的是在起動(dòng)的瞬間用突跳轉(zhuǎn)矩,克服拖動(dòng)系統(tǒng)的靜轉(zhuǎn)矩,然后轉(zhuǎn)矩平滑上升,可縮短起動(dòng)時(shí)間。但是,突跳會(huì)給電網(wǎng)發(fā)送尖脈沖,干擾其它負(fù)荷,使用時(shí)應(yīng)特別注意。

(4)電壓控制起動(dòng)是用在輕載起動(dòng)的場(chǎng)合,在保證起動(dòng)壓降的前提下使電動(dòng)機(jī)獲得最大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,盡可能地?縮短起動(dòng)時(shí)間,是最優(yōu)的輕載軟起動(dòng)方式。

三、由星三角型改為軟啟動(dòng)器實(shí)例

現(xiàn)在我以施耐德Altistart48型軟啟動(dòng)器為例，介紹一下該軟啟動(dòng)器在間接冷卻水系統(tǒng)的應(yīng)用。

在原有的星三角型接線回路下，先拆除原有的接觸器，安裝軟啟動(dòng)器。Altistart48型軟啟動(dòng)器的控制端子的出廠配置如下：

其軟啟動(dòng)器（220V-400V）與電機(jī)連接到電機(jī)三角形繞組圖如下：

ATS48的應(yīng)用接線有多種現(xiàn)在以兩種最普遍的接線圖，與大家分享：

這種連線圖是帶有進(jìn)線接觸器，自由停車普通型。它適用于小功率（30KW以下電機(jī)）

第二種是帶有進(jìn)線接觸器，旁路，自由停車或可控停車的接線圖：

四、軟啟動(dòng)器的故障以及處理方法

1.起動(dòng)器不起動(dòng)，無(wú)故障顯示

? 無(wú)顯示：檢查控制電源 CL1/CL2 上是否有電源 。

? 檢查顯示的代碼是否與起動(dòng)器正常狀態(tài)對(duì)應(yīng)。

? 檢查是否有 RUN/STOP 命令。

2.不能被復(fù)位的故障

當(dāng)此類故障出現(xiàn)時(shí)，起動(dòng)器鎖定，電機(jī)轉(zhuǎn)為自由停車模式。

故障跡象：

? 起動(dòng)結(jié)束繼電器 R2 斷開(kāi)

? 繼電器 R1 斷開(kāi) ( 在起動(dòng)器鎖定之后)

? 顯示屏上故障代碼閃爍

? 存儲(chǔ)最近的 5 次故障，使用 PowerSuite 軟件包可以查看

重起動(dòng)條件：

? 故障原因消失

? 控制電源斷開(kāi)及重新連接

3.故障原因一消失即可被復(fù)位的故障

當(dāng)此類故障出現(xiàn)時(shí)，起動(dòng)器鎖定，電機(jī)轉(zhuǎn)為自由停車模式。

故障現(xiàn)象：

? 起動(dòng)結(jié)束繼電器 R2 斷開(kāi)。

? 僅當(dāng)作為隔離繼電器時(shí)繼電器 R1 斷開(kāi)。

? 只要故障存在，顯示屏上就一直有故障代碼閃爍。

? 存儲(chǔ)最近的 5 次故障，使用 PowerSuite 軟件可以查看。

重起動(dòng)條件：

? 故障原因消失

? 在 2 線控制中運(yùn)行命令必須保留在 RUN 輸入端。

? 在 3 線控制中 RUN 輸入端需要有新的運(yùn)行命令 ( 上升沿)。

4. 可以被復(fù)位并能使起動(dòng)器自動(dòng)重新起動(dòng)的故障

當(dāng)此類故障出現(xiàn)時(shí)，起動(dòng)器鎖定，電機(jī)轉(zhuǎn)為自由停車模式。

伴隨自動(dòng)重起動(dòng)的故障跡象：

? 起動(dòng)結(jié)束繼電器 R2 斷開(kāi)

? 僅當(dāng)作為隔離繼電器時(shí)繼電器 R1 斷開(kāi)。如果配置為故障繼電器則 R1 保持閉合，

? 只要故障存在，顯示屏上就一直有故障代碼閃爍

? 存儲(chǔ)最近的 5 次故障，使用 PowerSuite 軟件包可以查看

重起動(dòng)條件，對(duì)于下表中伴隨自動(dòng)重起動(dòng)的故障( 僅在 2 線控制中)：

? 故障原因消失

? 在 RUN 輸入端保留有運(yùn)行命令

? 進(jìn)行 5 次重起動(dòng)嘗試，每次間隔 60 秒。如果在第 6 次嘗試時(shí)故障仍然存在，則將成為不可復(fù)位的故障。

? 進(jìn)行 6 次重起動(dòng)嘗試，每次間隔 60 秒。如果在第 6 次嘗試時(shí)故障仍然存在，則它將脫扣，需要手動(dòng)復(fù)位

且如果被配置為故障繼電器則 R1 斷開(kāi)。

5.可以被手動(dòng)復(fù)位的故障

當(dāng)此類故障出現(xiàn)時(shí)，起動(dòng)器鎖定，電機(jī)轉(zhuǎn)為自由停車模式。

故障現(xiàn)象：

? 起動(dòng)結(jié)束繼電器 R2 斷開(kāi)

? 繼電器 R1 斷開(kāi)

? 只要故障存在，顯示屏上就一直有故障代碼閃爍

? 存儲(chǔ)最近的 5 次故障，使用 PowerSuite 軟件包可以查看

重起動(dòng)條件：

? 故障原因消失

? 用一個(gè)運(yùn)行命令 (2 線或 3 線控制，需要 RUN 輸入端的上升沿) 復(fù)位故障 (1)

? 另一個(gè)運(yùn)行命令 (2 線或 3 線控制，需要 RUN 輸入端的上升沿) 重起動(dòng)電機(jī)

6. 可以被手動(dòng)復(fù)位的故障

7.使用邏輯輸入復(fù)位故障

如果一個(gè)邏輯輸入 LI 被配置為“reset motor thermal fault ( 復(fù)位電機(jī)熱故障)”或“reset faults

which can be reset ( 復(fù)位可被復(fù)位的故障)”，則必須滿足下列條件:

? 邏輯輸入端有一個(gè)脈沖

? 在 2 線控制中如果在 RUN 輸入端保持有運(yùn)行命令，則電機(jī)會(huì)重起動(dòng)。

? 在 3 線控制中如果在 RUN 輸入端有新的運(yùn)行命令 ( 上升沿)，則電機(jī)會(huì)重起動(dòng)。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。