固態(tài)交流軟啟動(dòng)器在軸流空壓機(jī)上的應(yīng)用

（山東潤鑫精細(xì)化工有限公司，山東 荷澤 274100）

固態(tài)交流軟啟動(dòng)器在軸流空壓機(jī)上的應(yīng)用

戴勝泉

（山東潤鑫精細(xì)化工有限公司，山東 荷澤 274100）

介紹了美國MOTORTRONICS固態(tài)交流軟啟動(dòng)器的原理及在軸流空壓機(jī)降壓啟動(dòng)中的應(yīng)用。

軟啟動(dòng)器；軸流空壓機(jī)；斷路器；電壓斜坡

一、概述

空壓機(jī)是抗生素生產(chǎn)企業(yè)中的關(guān)鍵設(shè)備，同時(shí)又是主要的耗能設(shè)備，一般功率較大、電壓較高、啟動(dòng)電壓大，對同一電網(wǎng)的其他用戶影響較大，甚至造成電網(wǎng)“晃電”。山東潤鑫精細(xì)化工有限公司的空壓機(jī)為AV40-13軸流空壓機(jī)，采用10kV 7 000kW三相交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，啟動(dòng)方式為美國MOTORTRONICS交流固態(tài)軟啟動(dòng)器降壓啟動(dòng)，經(jīng)過1年來的使用，啟動(dòng)平穩(wěn)，有效降低了啟動(dòng)電流，減少了對電網(wǎng)的沖擊，同時(shí)延長了空壓機(jī)的使用壽命。

二、軟啟動(dòng)器的原理

軟啟動(dòng)器原理框圖如圖1所示。

軟啟動(dòng)器的控制核心是微處理器CPU，微處理控制系統(tǒng)可以對電動(dòng)機(jī)及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行啟動(dòng)和保護(hù)。CPU 對SCR 進(jìn)行相角觸發(fā)控制以降低加在電動(dòng)機(jī)上的電壓，然后慢慢提高加在電動(dòng)機(jī)上的電壓和電流來平滑的增加電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，直到電動(dòng)機(jī)加速到全速運(yùn)行。主要功能塊介紹如下。

1．CPU 板

CPU 板上裝有微處理器和通信處理器，CPU 決定各種操作功能，根據(jù)用戶的設(shè)定程序和檢測反饋信號(hào)來進(jìn)行控制，CPU 主板上裝有EPROM、EEPROM 和DRAM 寄存器，以及模擬和數(shù)字接口。

2．主電源板

也稱為主觸發(fā)板，它包括數(shù)字輸入輸出繼電器和接口，并連接到TCB 板上。它控制進(jìn)斷路器、旁路斷路器的動(dòng)作順序和SCR 的觸發(fā)。這個(gè)板子產(chǎn)生全部的觸發(fā)信號(hào)并接收來自光纖隔離的反饋信號(hào)，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，這些觸發(fā)脈沖也是利用光纖對中壓環(huán)境進(jìn)行隔離。

3．終端控制板TCB（Terminal and Control Board）

終端控制板是用戶的接線板，這個(gè)板子上包括用戶接線端子排、輸出繼電器，輸入和控制電源接線，并包括用于功率因數(shù)調(diào)整斷路器的時(shí)間繼電器和其他外部元件。

4．觸發(fā)驅(qū)動(dòng)板

位于SCR 模塊組件上，和主電源板通過光纖進(jìn)行通信聯(lián)系，通過脈沖變壓器把觸發(fā)脈沖信號(hào)放大來觸發(fā)SCR，在SCR 模塊中每一對SCR 使用一塊觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路板。

5．Temp/CT 板

溫度控制和電流互感器板子裝在SCR 模塊組件上，通過光纖把散熱器溫度和電流信號(hào)送到主電源板。

6．MOV 板

壓敏電阻板位于觸發(fā)驅(qū)動(dòng)板下方，用來防止SCR的控制極被高電壓損壞。

7．DV/DT 板

阻容性質(zhì)的過電壓吸收回路，用來保護(hù)SCR，防止其陰陽極上的電壓脈沖突變。

三、系統(tǒng)圖及啟動(dòng)過程

1．系統(tǒng)圖

以下是由固態(tài)軟啟動(dòng)器柜與進(jìn)線開關(guān)柜、旁路運(yùn)行柜組成的一套完整的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)與運(yùn)行裝置系統(tǒng)圖，如圖2所示。

QF1為進(jìn)線開關(guān)柜斷路器；QF2為旁路運(yùn)行柜斷路器；K1是隔離開關(guān) ，便于檢修軟啟動(dòng)器；RC 吸收網(wǎng)絡(luò)提供瞬間過電壓保護(hù)電路，以減少dv/dt 沖擊電壓，防止SCR 模塊的損壞。

2．啟動(dòng)過程

首先，合上隔離開關(guān)K1。由于風(fēng)機(jī)屬于二次方率負(fù)載，啟動(dòng)模式采用具有限流功能的電壓斜坡方式，初始轉(zhuǎn)矩設(shè)定為電動(dòng)機(jī)剛好能帶動(dòng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的值。通過外部控制電路使斷路器QF1合閘，10kV電壓加在了軟啟動(dòng)器裝置柜，電動(dòng)機(jī)按照設(shè)定的模式開始平滑啟動(dòng)，在限定的斜坡時(shí)間和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流范圍內(nèi)，使電動(dòng)機(jī)平滑加速直到全速運(yùn)轉(zhuǎn)，斷路器QF2自動(dòng)合閘，斷路器QF1分閘，啟動(dòng)過程結(jié)束。

線路及電動(dòng)機(jī)的保護(hù)由裝在柜體上面的綜合保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)，軟啟動(dòng)器本身具有溫度、電流、電壓、轉(zhuǎn)矩及過載等多種自身保護(hù)，同時(shí)對電動(dòng)機(jī)也具有完善的保護(hù)功能。

四、應(yīng)用效果

經(jīng)過1年多的使用，AV40-13空壓機(jī)組在西門子S7400系統(tǒng)、電氣綜保裝置和美國MOTORTRONICS啟動(dòng)器的完美配合下，啟動(dòng)平穩(wěn)、運(yùn)行可靠、聯(lián)鎖保護(hù)動(dòng)作靈敏，盡管設(shè)備功率較大，但對同一電網(wǎng)的其他設(shè)備并沒有因啟動(dòng)空壓機(jī)組而受到影響。

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1671-0711（2014）05-0064-02

2014-03-08）