軟啟動(dòng)器在輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用

高明軍　鐘鈺

【摘 要】我公司二期輸煤系統(tǒng)細(xì)碎機(jī)原設(shè)計(jì)為一臺(tái)185KW、一臺(tái)160KW兩臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)，使用自藕降壓器降壓?jiǎn)?dòng)。在使用過程中發(fā)現(xiàn)，起動(dòng)時(shí)要產(chǎn)生較大沖擊電流（一般為額定電流Ie的4～7倍），同時(shí)由于起動(dòng)電應(yīng)力較大，經(jīng)常燒毀接觸器觸點(diǎn)及自藕變壓器等，使負(fù)載設(shè)備的使用壽命降低，生產(chǎn)成本相應(yīng)較高。由于細(xì)碎機(jī)破碎粒度達(dá)不到生產(chǎn)要求，公司經(jīng)研究決定，更換改造細(xì)碎機(jī)。改造完成后的細(xì)碎機(jī)由原來的兩臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)改為一臺(tái)280KW驅(qū)動(dòng)，現(xiàn)有的啟動(dòng)設(shè)施遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了啟動(dòng)要求。經(jīng)多次現(xiàn)場(chǎng)查看、計(jì)算，決定在改造細(xì)碎機(jī)的同時(shí)，將原來的自藕降壓器降壓?jiǎn)?dòng)改為軟啟動(dòng)器啟動(dòng)。

【關(guān)鍵詞】軟啟動(dòng)；輸煤；應(yīng)用

1.選用依據(jù)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：當(dāng)電機(jī)頻繁起動(dòng)時(shí)，所造成的壓降不宜低于10%；不頻繁起動(dòng)時(shí)，壓降不低與20%；不頻繁起動(dòng)，且與照明或其他對(duì)電壓波動(dòng)敏感的負(fù)荷合用變壓器時(shí)，電機(jī)起動(dòng)時(shí)的電網(wǎng)電壓降不能超過15%。解決辦法有兩個(gè)：一是增大配電容量；二是采用限制電機(jī)啟動(dòng)電流的起動(dòng)設(shè)備。

如果僅僅為起動(dòng)電機(jī)而增大配電容量，從經(jīng)濟(jì)角度上來說，顯然不可取。為此，往往需要配備限制電機(jī)起動(dòng)電流的起動(dòng)設(shè)備，過去多采用Y/△降壓、自耦變壓器降壓、磁控降壓等方式來實(shí)現(xiàn)。這些方法雖然可以起到一定的限流作用，但沒有從根本上解決問題。

隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，智能型軟起動(dòng)器得到廣泛應(yīng)用。智能型軟起動(dòng)器（Soft Starter）是一種集軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多功能保護(hù)于一體的新穎電機(jī)控制裝備。它不僅實(shí)現(xiàn)在整個(gè)起動(dòng)過程中無沖擊而平滑的起動(dòng)電機(jī)，而且可根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的特性來調(diào)節(jié)起動(dòng)過程中的參數(shù)，如限流值、起動(dòng)時(shí)間等。此外，它還具有多種對(duì)電機(jī)保護(hù)功能，這就從根本上解決了傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)設(shè)備的諸多弊端。

為此，我公司決定在細(xì)碎機(jī)改造中引用智能型軟起動(dòng)器，以達(dá)到節(jié)能、安全運(yùn)行的目的。

2.改造過程

首先對(duì)現(xiàn)有的降壓?jiǎn)?dòng)系統(tǒng)進(jìn)行核實(shí)，并與細(xì)碎機(jī)改造后在不改變啟動(dòng)方式的情況下，進(jìn)行了元器件的對(duì)比（見下表）。

經(jīng)過比較發(fā)現(xiàn)，如果不改變啟動(dòng)方式，需要更換全部的元器件、電纜及柜體，并且更換后的元器件體積較大，有的元器件還沒有現(xiàn)貨，需特殊加工。這樣給以后的維修、維護(hù)工作帶來了一定的制約。如果采用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)，只需增加軟啟動(dòng)控制柜一面，將現(xiàn)有的隔離刀開關(guān)更換即可，電纜及斷路器等元件不動(dòng)，這樣可節(jié)省電氣部分改造一半的投資。

3.軟起動(dòng)MCC控制柜

MCC（Motor Control Center）控制柜，既電動(dòng)機(jī)控制中心。軟起動(dòng)控制柜由以下幾部分組成：

（1）輸入端斷路器。

（2）軟起動(dòng)器。

（3）軟起動(dòng)器旁路接觸器；（將軟起動(dòng)器的晶閘管兩側(cè)安裝上旁路接觸器觸頭，其優(yōu)點(diǎn)是，軟起動(dòng)結(jié)束，旁路接觸器閉合，使軟起動(dòng)器退出運(yùn)行，直至停車時(shí)，再次投入，這樣即延長(zhǎng)了軟起動(dòng)器的壽命，又使電網(wǎng)避免了諧波污染，還可減少軟起動(dòng)器中的晶閘管發(fā)熱損耗）。

（4）上側(cè)控制電路：后臺(tái)可實(shí)現(xiàn)電壓、電流顯示和故障、運(yùn)行、工作狀態(tài)等信號(hào)顯示。

我公司將軟起動(dòng)控制柜通過與后臺(tái)連接，以實(shí)現(xiàn)集中控制功能，方便了操作及維護(hù)。

4.工作原理與運(yùn)行特點(diǎn)

三相交流異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩直接與所加電壓的平方成正比，也就是說，只要降低電機(jī)接線端子上的電壓就會(huì)影響這些值。軟起動(dòng)器的工作原理是通過控制串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管的導(dǎo)通角使電機(jī)的端子電壓從預(yù)先設(shè)定的值上升到額定電壓。

軟起動(dòng)與傳統(tǒng)減壓起動(dòng)方式的不同之處是：

（1）無沖擊電流。軟起動(dòng)器在起動(dòng)電機(jī)時(shí)，通過逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角，使電機(jī)起動(dòng)電流從零線性上升至設(shè)定值。

（2）恒流起動(dòng)。軟起動(dòng)器可以引入電流閉環(huán)控制，使電機(jī)在起動(dòng)過程中保持恒流，確保電機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)。

（3）根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護(hù)特性選擇，可自由地?zé)o級(jí)調(diào)整至最佳的起動(dòng)電流。

軟起動(dòng)運(yùn)行特點(diǎn)：

（1）能使電機(jī)起動(dòng)電壓以恒定的斜率平穩(wěn)上升，起動(dòng)電流小， 對(duì)電網(wǎng)無沖擊電流，減小負(fù)載的機(jī)械沖擊。

（2）起動(dòng)電壓上升斜率可調(diào)，保證了起動(dòng)電壓的平滑性，起動(dòng)電壓可依據(jù)不同的負(fù)載在30%～70%Ue（Ue為額定電壓）范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。

（3）可以根據(jù)不同的負(fù)載設(shè)定起動(dòng)時(shí)間。

（4）軟起動(dòng)器還具有可控硅短路保護(hù)、缺相保護(hù)、過熱保護(hù)、欠壓保護(hù)等功能。

5.軟起動(dòng)器的應(yīng)用場(chǎng)合

軟起動(dòng)器和變頻器是兩種完全不同用途的產(chǎn)品。變頻器是用于需要調(diào)速的地方，其輸出不但改變電壓而且同時(shí)改變頻率；軟起動(dòng)器實(shí)際上是個(gè)調(diào)壓器，用于電機(jī)起動(dòng)時(shí)，輸出只改變電壓并沒有改變頻率。變頻器具備所有軟起動(dòng)器功能，但它的價(jià)格比軟起動(dòng)器貴得多，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多。

原則上，異步電動(dòng)機(jī)凡不需要調(diào)速的各種應(yīng)用場(chǎng)合都可使用，適用于各種泵類負(fù)載或風(fēng)機(jī)類負(fù)載，需要軟起動(dòng)與軟停車（解決水錘效應(yīng)）對(duì)于變負(fù)載工況、電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于輕載運(yùn)行，只有短時(shí)或瞬間處于滿負(fù)荷運(yùn)行場(chǎng)合，應(yīng)用軟起動(dòng)器（不帶旁路接觸器）則具有輕載節(jié)能的效果。

6.結(jié)束語

此次改造通過應(yīng)用軟啟動(dòng)器，減小了設(shè)備投資，提高了設(shè)備的安全運(yùn)行質(zhì)量，降低了維修、維護(hù)費(fèi)用，達(dá)到了節(jié)能、安全運(yùn)行的目的。

隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及國(guó)家對(duì)節(jié)能改造力度的加大，對(duì)各種設(shè)備的節(jié)能要求越來越高，傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)方式，已無法滿足生產(chǎn)、節(jié)能需要，所以選擇智能型電動(dòng)機(jī)起動(dòng)設(shè)備，將是必然的發(fā)展方向。 [科]