三相異步電動機(jī)控制方法在氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

摘 要：氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)中，需要電力拖動設(shè)備有破碎機(jī)、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、皮帶輸送機(jī)、水泵等，這些設(shè)備只有通過電動機(jī)拖動才能保持連續(xù)不停車的工作，維持正常的工作狀態(tài)，否則很容易停車，對正常運(yùn)行造成影響。三相異步電動機(jī)作為現(xiàn)今最常用的電力拖動執(zhí)行裝置，可采用軟啟動方式，同傳統(tǒng)的電動機(jī)全壓啟動方法相比，能有效的控制電流，確保電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，不影響同一電網(wǎng)下的其他設(shè)備運(yùn)行狀況，確保氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)工作正常運(yùn)行。鑒于三相異步電動機(jī)在氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)中的重要作用，本文基于大量文獻(xiàn)材料簡要分析了三相異步電動機(jī)啟動線路的控制方法，著重闡述了軟啟動方式，并論述了其在氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：三相異步電動機(jī)；氧化鋁企業(yè)；生產(chǎn)應(yīng)用；控制方法

引言

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和電氣自動化程度的日益提高，工業(yè)生產(chǎn)中傳統(tǒng)電力拖動控制方法被現(xiàn)代化的精確控制系統(tǒng)所取代，極大改進(jìn)了傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，進(jìn)一步提高了工業(yè)生產(chǎn)水平。氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)中的一些常用設(shè)備需要通過電力拖動控制方式來維持正常的工作狀態(tài)，而三相異步電動機(jī)作為一種現(xiàn)代化的電力推動裝置，其啟動控制手段不同于傳統(tǒng)控制方式，得到了氧化鋁企業(yè)青睞。氧化鋁企業(yè)為了保持生產(chǎn)工作正常運(yùn)行，避免破碎機(jī)、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等設(shè)備停車，應(yīng)加大對三相異步電動機(jī)控制方法的研究，使之更好的應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)活動，有效控制電流、確保電網(wǎng)運(yùn)行安全，為設(shè)備穩(wěn)定、持續(xù)運(yùn)行提供有力的電力保障。

一、 三相異步電動機(jī)傳統(tǒng)啟動線路的控制方法分析

三相異步電動機(jī)用同其他的交流電機(jī)相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、生產(chǎn)制作方便、維修方便、造價低等優(yōu)勢，因而在企業(yè)生產(chǎn)中成為了一種常用的電力拖動裝置。一直以來，在電力拖動中，對電動機(jī)啟動的控制都是重點(diǎn)問題。如果啟動控制不到位，將對電網(wǎng)造成較大干擾，對設(shè)備正常運(yùn)行構(gòu)成威脅。所以，應(yīng)選擇科學(xué)合理的選擇三相異步電動機(jī)的啟動方式。

三相異步電動機(jī)的傳統(tǒng)啟動方式直接啟動就是把電機(jī)的定子繞組直接接到額定電壓的電網(wǎng)上，是三相異步電動機(jī)啟動中應(yīng)用最多的一種，也是啟動方式中最簡單、直接的一種，一般7.5kW以下電機(jī)允許直接啟動，對小電機(jī)來說直接啟動占有絕對優(yōu)勢。然而，對較大功率的電機(jī)，如果直接啟動會造成電網(wǎng)供電的較大壓降，從而影響電網(wǎng)中其它設(shè)備的正常運(yùn)行。對于經(jīng)常啟動的較大電機(jī)，過大的啟動電流會造成電機(jī)發(fā)熱，影響電機(jī)壽命，同時電機(jī)繞組在電動力的作用下會發(fā)生變形，可能造成短路而燒壞電機(jī)。在直接啟動方式下，啟動電流約為標(biāo)稱電流的5倍～8倍，啟動轉(zhuǎn)矩約為標(biāo)稱轉(zhuǎn)矩的1.5倍～2.0倍。從以上分析中可以知道直接啟動方式的電流較大，會降低電網(wǎng)電壓，對電網(wǎng)電壓穩(wěn)定及同一電網(wǎng)運(yùn)行下的其他設(shè)備運(yùn)行造成影響，甚至導(dǎo)致其他電動機(jī)無法啟動或停車。傳統(tǒng)的電動機(jī)起動方式是用Y-△起動和自耦變壓器起動等。他們只能起到降低電動機(jī)電流對電網(wǎng)的沖擊作用。而不能解決上述的其他問題。使用軟起動器可以無沖擊而能平滑地起動電動機(jī)，而且可根據(jù)電動機(jī)負(fù)載的特性來調(diào)節(jié)起動過程中的參數(shù)達(dá)到最佳的起停狀態(tài)，從而延長機(jī)械設(shè)備的使用壽命，減少設(shè)備的維修量，提高經(jīng)濟(jì)效益。

二、軟啟動方式分析

三相異步電動機(jī)的啟動方式有自耦變壓器降壓啟動、星三角降壓啟動、延邊三角形降壓啟動、軟啟動器啟動、變頻啟動等。對繞線式交流電動機(jī)，常采用轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器啟動，但是串變阻會產(chǎn)生電能損耗。另外，串聯(lián)電阻也容易產(chǎn)生故障，降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，這種啟動方式一般只用于空載及輕載啟動。同三相異步電動機(jī)啟動線路的其他控制方法相比，軟啟動的控制方法有著較大的優(yōu)越性，值得應(yīng)用于氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)活動中去。

軟啟動器是一種集電機(jī)軟起動、軟停車、多種保護(hù)功能于一體的新型電機(jī)控制裝置。它以先進(jìn)的十六位微處理器為核心控制大功率晶閘管模塊，實(shí)現(xiàn)三相交流異步電動機(jī)的軟起動、軟停止功能。起動設(shè)備的功率部分有三對反并聯(lián)的晶閘管組成，它有電子控制電路調(diào)節(jié)加到晶閘管上的觸發(fā)脈沖的角度，以此來控制加到電動機(jī)上的壓，是電壓按某一規(guī)律慢慢達(dá)到全電壓，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置控制參數(shù)，可以使電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩和電流與負(fù)載要求得到較好的匹配，有效地限制異步電動機(jī)起動電流，是Y-△轉(zhuǎn)換、自耦變壓器等降壓起動設(shè)備的理想換代電器設(shè)備。

軟啟動器具有較好的保護(hù)功能，具體如下：

（1） 過載保護(hù)功能：軟啟動器引進(jìn)了電流控制環(huán)，電機(jī)電流的變化狀況可隨時跟蹤檢測。通過反時限控制和增加過載電流的設(shè)定來實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)功能，使電機(jī)過載時，發(fā)出報警信號并自動關(guān)斷晶閘管；

（2） 缺相保護(hù)功能：工作時，三相線電流的變化可通過軟啟動器隨時檢測到，斷流一旦發(fā)生，便會立刻作出缺相保護(hù)反應(yīng)；

（3） 過熱保護(hù)功能：晶閘管散熱器的溫度由軟啟動器內(nèi)部熱繼電器檢測，散熱器溫度一旦超過允許值后晶閘管會自動關(guān)斷，報警信號也一并發(fā)出；

（4） 監(jiān)視、報警預(yù)保護(hù)功能：實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行工況，在控制盤上有主回路電流、電壓指示及顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，控制盤上有詳細(xì)的故障報警顯示，同時向中控室發(fā)報警信號，便于工藝人員及時根據(jù)情況做出反應(yīng)；

（5） 其它功能：通過電子電路的組合還可實(shí)現(xiàn)種種聯(lián)鎖保護(hù)功能。

三、三相異步電動機(jī)控制方法在氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

基于氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)需要，下面分別了簡述了軟啟動器在循環(huán)水水泵、球磨機(jī)、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、破碎機(jī)、輸送機(jī)械生產(chǎn)運(yùn)行中的運(yùn)用。

（1）在循循環(huán)水水泵中應(yīng)用軟起動和軟停止技術(shù)，可有效減輕水錘作用。在壓力管道中，由于流速的急劇變化所引起的一系列劇烈的壓力交替升降的水力沖擊現(xiàn)象，稱之為水錘現(xiàn)象。水錘對管路、水泵等設(shè)備將造成嚴(yán)重的危害甚至破壞。傳統(tǒng)的水泵啟動（直接啟動或減壓啟動）和停止（斷電停車）方法，由于電機(jī)上的電壓是突加或突減的，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩突變，水泵轉(zhuǎn)速的變化特別快，非常容易發(fā)生水錘現(xiàn)象。特別是斷電停泵，水錘作用尤為嚴(yán)重，軟起動或軟停止的使用，使電機(jī)的電壓和電流得意控制，從而使水泵轉(zhuǎn)速變化緩慢，減輕甚至消除了水錘作用，有效地保護(hù)了水泵、管道和閥類設(shè)備。例如，蒸發(fā)車間1#、2#熱水泵（160KW，額定電流289A），將原有直接起動模式改為JJR5000-160KW智能軟啟動器起動，電流波動頻率明顯降低，配套管道、閥門檢修和更換次數(shù)顯著降低。

（2）在球磨機(jī)中利用電壓斜坡起動，減少齒輪轉(zhuǎn)矩的磨損，減少維修的工作量，即節(jié)省了時間，又節(jié)省了開支。

（3）在風(fēng)機(jī)中利用固態(tài)軟起動器取代了傳統(tǒng)起動器，減少皮帶磨損和機(jī)械沖擊。

（4）在壓縮機(jī)中利用限流，實(shí)現(xiàn)了平滑起動，減少電動機(jī)發(fā)熱，延長使用壽命；

（5）在破碎機(jī)中利用堵轉(zhuǎn)保護(hù)和快速保護(hù)，避免機(jī)械故障和阻塞造成電動過熱而燒毀；

（6）在輸送機(jī)械中利用軟起動和軟停機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)平滑漸進(jìn)的起動過程，避免產(chǎn)品異味和液體溢出。例如原料車間外運(yùn)2#皮帶、7#皮帶電機(jī)采用JJR5000智能軟啟動器起動，通過對起動和停止過程的時間參數(shù)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了平滑緩慢起停，避免皮帶張力過大，提高了皮帶的使用壽命。

四、結(jié)束語

綜上所述，氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)中采用的三相異步電動機(jī)拖動裝置應(yīng)采用軟啟動方式，有效的控制電動機(jī)電壓與電流，降低對電網(wǎng)電壓及同一電網(wǎng)下設(shè)備運(yùn)行的影響，為生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行提供有力支持。但是，軟啟動方式同樣有一定缺陷，對企業(yè)電網(wǎng)產(chǎn)生影響，所以實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)加大對這些方面的研究，不斷優(yōu)化軟啟動方式，增強(qiáng)其經(jīng)濟(jì)性，以滿足不斷提高的生產(chǎn)需求。

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[6]上海雷諾兒JJR5000智能型電機(jī)軟啟動器用戶手冊.

作者簡介：

姓名：李帥軍

出生日期：1986.09.16

學(xué)歷：本科

工作單位：河南有色匯源鋁業(yè)有限公司

從事工作：機(jī)電設(shè)備維修

職稱：助理工程師