JJR5000智能型電動機軟啟動器在鍋爐給水泵的應(yīng)用

羅貴

[摘 要]傳統(tǒng)的電動機起動方式是采用Y-△起動和自耦降壓起動等起動方式。他們只能起到降低電動機電流對電網(wǎng)的沖擊作用，能保證電動機可靠的啟動，但他不能有效的解決其他問題。JJR系列電機軟啟動器，采用智能化數(shù)字控制，以單片機為智能中心，可控硅模塊為執(zhí)行元件對電動機進行全自動控制，它適用于各種負(fù)載的鼠籠型異步電動機起動。使電動機在任何工況下均能平滑起動、保護拖動系統(tǒng)、減少起動電流對電網(wǎng)的沖擊，保證電動機可靠的啟動。平滑減速停車，消除拖動系統(tǒng)的反慣性沖擊。完整的系統(tǒng)保護功能，延長系統(tǒng)的使用壽命，降低系統(tǒng)的維護成本，提高系統(tǒng)的可靠性。兼容了所有起動設(shè)備的各種功能，是傳統(tǒng)起動星三角起動、自耦減壓起動、磁控減壓起動等最理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。

[關(guān)鍵詞]軟啟動 電動機 星三角 減壓

中圖分類號：TK223.52 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：1009-914X（2016）11-0001-02

引言

傳統(tǒng)的鍋爐低壓大功率給水泵電機多采用降壓啟動，降壓裝置為自耦變壓器。在運行中經(jīng)常出現(xiàn)交流接觸器燒毀、觸點粘連或自耦變壓器燒壞等現(xiàn)象，有時因啟動壓降過大而導(dǎo)致其它正常運行設(shè)備斷電停機。而且在停機時，電機突然失去轉(zhuǎn)矩，水泵靠系統(tǒng)的摩擦轉(zhuǎn)矩克服系統(tǒng)的慣性滑行停車，造成水錘現(xiàn)象。這些都嚴(yán)重影響了工廠的安全生產(chǎn)，而且自藕變壓設(shè)備笨重復(fù)雜，維護費用較大、檢修工作量大。我公司鍋爐選用三臺380V，280kw 的三相交流鼠籠式異步電機作為給水泵的配套電機。針對交流電機以上傳統(tǒng)啟動方式的不足，首次對這3臺給水泵電機啟動方式進行了改造，使用一種新的電機啟動方式，即電機軟啟動。

1、JJR5000軟啟動器的工作原理

JJR5000電機軟啟動器的主電路采用六個晶閘管反并聯(lián)后串接于交流電動機的定子回路上。利用晶閘管的電子開關(guān)作用，通過微處理器控制其觸發(fā)角的變化來改變晶閘管的導(dǎo)通角，由此來改變電動機輸入電壓大小，以達到控制電動機的軟起目的。當(dāng)啟動完成后，軟啟動器輸出到額定電壓。這時控制三相旁路接觸KM吸合，將電動機投入電網(wǎng)運行。如圖1所示：

2、JJR5000系列軟啟動器的功能與特點

（1）三種起動方式：電壓斜坡起動方式可得到最大輸出轉(zhuǎn)矩，恒流軟起動方式得到最大的限制啟動電流，重載起動方式使用于重型負(fù)載。

（2）停車方式：電壓斜坡停車，自由停車。

（3）可編程延時啟動方式，可編程聯(lián)鎖控制。

（4）對輸入電源無相序要求。

（5）起動時間、停車時間均可7數(shù)字修改。

（6）具有多種保護功能：對過電流，三相電流不平衡、過熱、缺相、電機過載等進行保護。

（7）動態(tài)故障記憶功能，便于查找故障原因，可最多記錄五個故障。

（8）可在線查找最大的起動電流和最大的運行電流。

（9）現(xiàn)場總線的全動態(tài)控制檢測起動器，易于組網(wǎng)。

（10）漢字顯示功能：LCD液晶屏顯示各種工況參數(shù)，編程及故障狀態(tài)下具有文字提示說明。

3、控制模式

JJR5000啟動器采用雙單片機數(shù)字控制。具有全面的工作狀態(tài)LED顯示功能及多種保護?？蛇M行軟啟、軟停。并設(shè)有計算機接口，能實現(xiàn)電腦操作及監(jiān)控運行電壓、電流及故障狀態(tài)等功能。軟啟動控制模式采用限流型，停車方式為軟停車。

（1） 限流軟啟動控制模式：軟啟動時輸出電壓從零迅速增加，直至輸出電流達到設(shè)定的電流限幅值，然后保證輸出電流在不大于該值的情況下電壓逐漸上升，電機逐漸加速至額定轉(zhuǎn)速運行。在該控制模式下，電機以設(shè)定的電流為限幅值啟動，電流的限值可在電機額定電流 的1.5—5.0倍內(nèi)調(diào)整。

（2） 軟停車：為克服突然停機造成的水錘現(xiàn)象，采用軟停方式。即在發(fā)出停車信號時電動機端電壓逐漸減小，實現(xiàn)軟停機的目的。

（3）不同啟動方式的電流波形比較：限流型啟動時，啟動電流開始為零，逐漸增大，最后平穩(wěn)運行。啟動過程中電流小，曲線平滑，對設(shè)備及電網(wǎng)沖擊小。傳統(tǒng)方式啟動時，啟動電流從最大開始；逐漸減小，最后平穩(wěn)運行。啟動過程中電流大，曲線波動大，對設(shè)備及電網(wǎng)極易造成沖擊。

4、JJR5000系列軟啟動器的操作系統(tǒng)

JJR5000系列軟啟動器設(shè)有5位顯示和6個控制按鍵，分別是：RUN一啟動鍵：在啟動準(zhǔn)備狀態(tài)下按此鍵可使電機啟動。ST0P/RST—停止/復(fù)位鍵：電機運行時按此鍵進人停車，編程狀態(tài)或故障狀態(tài)下按此鍵回到準(zhǔn)備狀態(tài)。PRG—編程鍵：準(zhǔn)備狀態(tài)下按此鍵進入予編程；數(shù)據(jù)修改后按此鍵保留此數(shù)據(jù)。SHFT—換檔鍵：編程時按此鍵修改數(shù)據(jù)或退出修改狀態(tài)?！鳹一加減鍵：按▲鍵（或V鍵）增加（或減少）數(shù)據(jù)；持續(xù)按住▲（或V鍵）數(shù)據(jù)改變加快。該設(shè)備共有l(wèi)8種操作顯示功能，各種功能參數(shù)分別由數(shù)字0～9及字母ABCDER代碼顯示。功能參數(shù)在出廠時已經(jīng)設(shè)定完成。第一次開機前首先調(diào)出功能菜單，與說明書進行對照比較，如功能代碼及出廠值與說明書相符，則表明該設(shè)備質(zhì)量完好，功能齊全?？梢苑判倪M行開機操作。如果出廠參數(shù)值不適合用戶要求或參數(shù)丟失時，通過鍵盤簡單操作即可修改數(shù)值或置換出出廠參數(shù)，并能保持到下一次修改而不受掉電影響。

5、JJR5000系列全數(shù)字式軟啟動器在柳化鍋爐給水泵的應(yīng)用

JJR5000系列全數(shù)字智能式交流電動機軟啟動器能有效地限制異步電動機的啟動時的啟動電流。在水泵方面：利用軟停車功能，停止時緩解泵的水錘現(xiàn)象，節(jié)省了系統(tǒng)維修工作量；在球磨機方面：利用電壓斜坡啟動，減少齒輪轉(zhuǎn)矩的磨損，減少維修工作量，即節(jié)省時間，又節(jié)省開支；在風(fēng)機方面：減少皮帶磨損和機械沖擊，節(jié)省了維修的費用；在壓縮機方面：利用限流，實現(xiàn)了平滑啟動，減少電動機發(fā)熱，延長使用壽命等等。根據(jù)鍋爐給水泵電機實際情況和運行特點，經(jīng)過長時間調(diào)研和選型，最后選用了JJR5000系列全數(shù)字式軟啟動器，采用“一帶一”方式線性控制軟啟動系統(tǒng)。即每一臺負(fù)載電動機的啟動由相應(yīng)的軟啟動器來完成，選用長期工作制的軟啟動器，可以對電動機實現(xiàn)啟動—運行—停止的全過程控制，并且主接線及控制系統(tǒng)均很簡捷。如圖2所示。

5.1 參數(shù)設(shè)置

（1）泵控曲線：加速期間，在達到峰值扭矩之前，水泵控制程序?qū)⒆詣涌刂齐妷盒逼律仙?，降低峰值轉(zhuǎn)矩。

（2）初始電壓/電流：為了確保有啟動信號后電機可以立即開始運轉(zhuǎn)，將初始電壓設(shè)定為50%Un，初始電流設(shè)為100%FLA，以防初始電壓超過最大值時，起動器可以用電流斜坡取代電壓斜坡。

（3）電流限制：鼠籠式電機的啟動電流為400%一700%，根據(jù)所拖動的負(fù)荷性質(zhì)，將電流限制設(shè)定為400%，以防止設(shè)定值太低超過了最大啟動時間，而阻止電機完成加速過程和達到全速。軟啟動過程關(guān)鍵要限制啟動電流，當(dāng)電壓逐步升高直到接近給定限制電流時保持電壓不變。

（4）最大啟動時間：最大允許啟動時間從接到啟動信號到加速過程結(jié)束為止?，F(xiàn)場將其設(shè)為20s，如果在這個時間內(nèi)電壓沒有達到全壓，那么啟動器會跳開電動機，LED顯示“Long Start Time”信息。

（5）啟動周期：為防止電機啟動時啟動電流對電機的沖擊，將啟動周期設(shè)為15min。即啟動失敗后，起動器自動進入倒計時狀態(tài)，15min后才允許再次啟動。

5.2 效果分析

使用軟啟動后，對電機開機時的運行參數(shù)進行采樣，l#電機啟動電流倍數(shù)為266%FLA，起動時間t=8.1 s，空載電流為14%；2#電機啟動電流倍數(shù)為265%FLA，起動時間t=7.3 s，空載電流為13%； 3#電機啟動電流倍數(shù)為260%FLA起動時間t=7.5s，空載電流為14%，定子電流和轉(zhuǎn)矩在啟動瞬時沖擊明顯減弱，變化趨于平緩，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備保護。

結(jié)束語

采用軟起動啟動鍋爐的給水泵，大大提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，經(jīng)過5年多的使用，取得了良好的效果，保證了鍋爐的給水，減少了維修工作量。采用軟啟動器實現(xiàn)給水泵電機的軟啟動、軟制動，減少和緩解泵的水錘現(xiàn)象，節(jié)約了系統(tǒng)的維修費用，延長其使用壽命；減輕啟動時對電網(wǎng)的沖擊，提高供電的可靠性和安全性。

參考文獻

[1] 姚劍.軟啟動技術(shù)在電機控制的應(yīng)用.化工設(shè)備與防腐蝕，2002，5（5）：45-49.

[2] JJR5000智能型電動機軟啟動器用戶手冊.

[3] 江和.軟啟動器技術(shù)的現(xiàn)狀與展望.上海電器技術(shù)，2003.29（1）：22-25.