變頻調(diào)速器與軟啟動(dòng)器在消防水泵上應(yīng)用比較

摘 要：通過對變頻調(diào)速器方式和軟啟動(dòng)器方式在消防工程中應(yīng)用比較，闡明了兩者在應(yīng)用上的特點(diǎn)，綜合分析后提出了消防水泵的應(yīng)用上軟啟動(dòng)器比變頻調(diào)速器更具有合理性，且具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速器 軟啟動(dòng)器 消防水泵 應(yīng)用 比較

中圖分類號：TM921 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（a）-0042-01

消防工程是建筑工程中必不可少的重要組成部分，即所有的建筑工程都包括有消防工程，而消防工程中消防栓和自動(dòng)噴淋系統(tǒng)又是不可缺少的部分。

在消防栓和自動(dòng)噴淋系統(tǒng)中，主要的電力設(shè)備是用來拖動(dòng)加壓水泵的鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)。由于較大型電機(jī)的啟動(dòng)基本采用傳統(tǒng)的啟動(dòng)方式，具體的啟動(dòng)方式有：（1）自耦變壓器啟動(dòng)；（2）Y-△方式啟動(dòng)；（3）直接啟動(dòng)。但傳統(tǒng)的幾種啟動(dòng)方式都存在一系列問題：由于是有級降壓啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生較大的電流，可引起電源電壓的迅速下降，從而對供電電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊，干擾了其他用電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，這一電流在電機(jī)軸上突然會(huì)產(chǎn)生很大的扭矩，易損壞消防水泵或致使開關(guān)跳閘，影響火災(zāi)的撲救。故此，傳統(tǒng)的降壓啟動(dòng)方式雖然可以解決了直接啟動(dòng)和停止電流變化過大問題，但由于是有級降壓啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)和停止時(shí)電流變化仍然很大，對電網(wǎng)的沖擊和損壞設(shè)備的可能性仍然嚴(yán)重。為了改善消防水泵電機(jī)啟動(dòng)和停止過程中電氣特性曲線，目前，消防工程上應(yīng)用變頻調(diào)速器啟動(dòng)和軟啟動(dòng)器啟動(dòng)的方式，從一定程度上彌補(bǔ)了各傳統(tǒng)啟動(dòng)的缺陷。

1 變頻調(diào)速器啟動(dòng)方式和軟啟動(dòng)器啟動(dòng)方式的比較

為了克服傳統(tǒng)的消防水泵電機(jī)啟動(dòng)方式的缺陷，目前很多消防工程的消火栓和噴淋系統(tǒng)電機(jī)采用了變頻調(diào)速和軟啟動(dòng)兩種方式，經(jīng)過較長時(shí)間使用表明，兩種啟動(dòng)方式各有其特點(diǎn)。

1.1 變頻調(diào)速器的工作原理及其特點(diǎn)

變頻器的工作過程是：改變電源啟動(dòng)時(shí)的初始頻率，可改變消防水泵啟動(dòng)電流及轉(zhuǎn)速，在啟動(dòng)過程中通過自動(dòng)改變電源頻率由小變大使水泵電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度緩慢上升。這時(shí)電流下降，電源的頻率也逐步升高，待電源頻率到50 Hz時(shí)，變頻器停止自動(dòng)調(diào)節(jié)，電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，這樣完成了一次無級調(diào)速的啟動(dòng)過程。當(dāng)水泵要停止工作時(shí)，由變頻器自動(dòng)輸出電源頻率自上而下調(diào)節(jié)，當(dāng)下降到一定頻率時(shí)，使水泵電機(jī)斷電停止運(yùn)轉(zhuǎn)，其基本原理如圖1所示。

其工作原理是：利用整流器中的6只可控硅把三相交流電源整流成直流，電經(jīng)過中間直流環(huán)節(jié)后逆變成工頻以下頻率，如果改變逆變頻率，則電機(jī)的轉(zhuǎn)速就得到調(diào)節(jié)。

其特點(diǎn)為。

（1）主電路裝有6只可控硅元件，逆變部分采用快速開關(guān)電子元件，具有可調(diào)平滑無級加速特性；（2）接線簡單方便，容易控制水泵電機(jī)的啟動(dòng)和停止；（3）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的啟動(dòng)方式，克服了有級啟動(dòng)的缺點(diǎn)；（4）可以檢測電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行自動(dòng)保護(hù)（如電源缺相、短路、過載、電機(jī)失速等）靈敏可靠；（5）當(dāng)一臺(tái)水泵出現(xiàn)故障時(shí)，能自動(dòng)切換到另一臺(tái)水泵工作；（6）利用變頻器的電氣產(chǎn)品的功能，平時(shí)給消防水泵定時(shí)，又在約20～25Hz中運(yùn)行，這就是所謂“巡檢”。

1.2 軟啟動(dòng)器的工作原理及其特點(diǎn)

軟啟動(dòng)器的工作過程是：在水泵初始啟動(dòng)時(shí)，改變消防水泵的初始電壓，從而改變消防水泵的啟動(dòng)電流和轉(zhuǎn)速，啟動(dòng)過程中利用軟啟動(dòng)器的調(diào)壓作用使水泵電機(jī)電壓逐漸升高，轉(zhuǎn)速上升，電流下降到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，通過并聯(lián)在軟啟動(dòng)器上的接觸器，將軟啟動(dòng)器短路來完成啟動(dòng)過程，水泵停止時(shí)也能做到軟停止。其基本原理如圖2所示。

其工作原理是：利用6只可控硅，每相2只反并聯(lián)，組成三相自動(dòng)調(diào)壓電路，啟動(dòng)時(shí)電壓較低，通過軟啟動(dòng)器使工作電壓不斷上升，轉(zhuǎn)速也隨之增加，到額定轉(zhuǎn)速時(shí)軟啟動(dòng)器停止工作。停止時(shí)，軟啟動(dòng)器直接在電路上工作，電壓不斷下降到一定轉(zhuǎn)速時(shí)再切斷。

其特點(diǎn)為。

（1）具有可調(diào)平滑無級加速特性，即軟啟動(dòng)；（2）具有可調(diào)平滑無級減速特性，即軟停止；（3）可以監(jiān)測電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行，自動(dòng)保護(hù)（如電源缺相、短路、過載、電機(jī)失速等）靈敏可靠；（4）當(dāng)一臺(tái)水泵故障時(shí)還能自動(dòng)切換到另一臺(tái)備用泵進(jìn)行工作。

2 兩種啟動(dòng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)比較

變頻調(diào)速器與軟啟動(dòng)器在啟動(dòng)和停止過程中，相對于傳統(tǒng)的啟動(dòng)方式電流變化較少，造成故障可能性大大減少。但兩者自身結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)啟動(dòng)方式線路復(fù)雜。筆者從事消防設(shè)施檢測工作多年，對兩種啟動(dòng)方式，在消防檢測中的應(yīng)用，各有其特點(diǎn)?，F(xiàn)將兩者的優(yōu)缺點(diǎn)對比如表1所示。

從表1分析可知，兩種啟動(dòng)方式都能達(dá)到消防相關(guān)技術(shù)要求，結(jié)論是變頻器自身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，并且不易維護(hù)，故障率會(huì)比軟啟動(dòng)高，所以采用軟啟動(dòng)的方式比變頻調(diào)速啟動(dòng)方式優(yōu)越，同時(shí)也能滿足消防要求。

3 變頻調(diào)速啟動(dòng)方式與軟啟動(dòng)方式使用場合分析

兩種啟動(dòng)方式雖具有傳統(tǒng)啟動(dòng)方式無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，但其投資費(fèi)用較大，檢修技術(shù)要求較高，且使用時(shí)允許傳統(tǒng)啟動(dòng)次數(shù)有限，是屬于電子元件設(shè)備，消防水泵是屬于非經(jīng)常性使用設(shè)備，安裝在比較惡劣的環(huán)境，如潮濕、粉塵等容易對設(shè)備造成損傷。所以，容量較少的消防水泵電機(jī)均可以不使用軟啟動(dòng)器。

4 結(jié)語

目前在消防工程上使用變頻調(diào)速啟動(dòng)方式和軟啟動(dòng)方式對水泵啟動(dòng)過程調(diào)速。以此來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的啟動(dòng)方式，可是傳統(tǒng)的啟動(dòng)方式的特點(diǎn)是不可代替的，而兩種啟動(dòng)方式通過比較后，采用軟啟動(dòng)方式比變頻調(diào)速啟動(dòng)方式更合理，經(jīng)濟(jì)效益也顯著，這種觀點(diǎn)也能得到認(rèn)可。

參考文獻(xiàn)

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