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2019年9月19日  星期四
  
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    鼠笼型和绕线式电动机高压液阻软起动原理方案
    作者:LI YUN  来源:软启动技术网  发表时间:2013-04-13 10:13:12  点击:576

    一、引言
    电动机的起动过程是指电动机得电后,电动机转速由静态(零速)逐渐加速,直到稳定运行状态的过程。对于高压大功率笼型异步或同步电动机的起动,实际应用中工程技术人员常考虑两个方面的问题:
    1.对电源和其它负载的影响。
    电动机起动时,供电变压器提供较大的起动电流,会使供变压器输出电压下降。如果
    变压器额定容量相对不够大时,电动机短时较大的起动电流会使变压器输出电压短时间下降幅度较大,产生较大线路压降,可能会超过正常规定值,如此会影响到同台变压器供电的其它负载,如其它正运行着的电动机可能会停转、照明灯会突然变暗、同一电网的其它电气设备发生保护动作及误动作等。所以当供电变压器额定容量相对电动机额定功率不是足够大时,三相异步电动机不允许在额定电压下直接起动,而要采取措施限制电动机的起动电流。

    2. 电流冲击的问题
      一般地,笼型电动机直接起动电流大约为电机额定电流的5~7倍,过大的起动电流冲击将对电网、负载及电机本身产生较大的影响;同时短时压降可能大于15%甚至更大。如此一来,严重影响到同台变压器供电的其它负载。同时过大的压降,导致电机端电压过低,起动转矩不够,电机起动失败;过大的起动电流使电机内部过热,电机温升过高,加速电机绕组绝缘过热老化。
    3. 机械冲击的问题
    笼型电动机直接起动时,起动电磁转矩约为额定电磁转矩的1.4~2.4倍。直接起动产生较大的机械冲击,会使整个传动系统受到过大的扭矩力冲击,容易损坏设备或缩短设备的使用寿命。如转子笼条断裂、变速箱齿轮打坏、转轴变形等等。因此在很多工况中,如空压机组、风机水泵类负载,并不需要太大的起动转矩,所以要设法减小起动电磁转矩。
    4.对电动机本身的影响。
    电动机较大的起动电流引起电压下降,对电动机本身有着不良影响,因电压太低会使电动机起动转矩下降很多,当负载较重时,电动机可能不能起动。通常电动机起动过程时间很短,短时间过大的电流,从发热角度来看,电动机本身是可以承受的。但是,对于起动频繁的电动机,过大的起动电流会使电动机内部过热,导致电机温升过高,使电机绕组绝缘过热而老化。因此要采取措施,减少最初起动电流的影响。
    电动机起动时,起动电流的大小为:

    IST =
    由上式可见,降低起动电流有三种方法:1.降低电源电压;2,定子边串接电阻或电抗;3.转子边串接电阻或电抗。对笼型电动机只能采用前两种方法。绕线型电机则采用第三种等。
    目前襄阳
    正涵电气有限公司对630KW/6KV、1700KW/10KV等笼型电机采用定子边串液体电阻的启动方式(570KW/10KV、1250KW/10KV等绕线型电机采用转子边串液体电阻的启动方式)。电动机在起动过程中,在电动机定子或转子回路串接液体电阻,起动电流在液体电阻上将产生电压降,降低了电动机定子绕组上的电压,起动电流也得到减小,从而达到对主电机降压限流的目的。
      定子侧串入液体电阻本质上属于降压起动。对于大功率高压笼型电动机而言,在电网短路容量及变压器容量不是足够大或瞬时机械冲击过大时,液体电阻软起动是最佳起动方式之一。

    二、液阻软起动柜的工作原理及特性
    1. 液态或
    液阻软起动柜的工作原理
      电机起动时,在电动机定子或转子回路串入一特制液体电阻,该电阻在电机起动初始时刻自动投入,阻值在预定起动时间内均匀无级减小,并在阻值几近为零时刻切除,实现限制主电机电流及电机转速无级匀滑上升的目的。


    2. 电动机串入液阻软起动特性分析


        Ne电机额定转速;  N1电机同步转速;
      Nm电机临界转速;  Sm电机临界转差率;
      R串联阻抗;     Mq电机初始起动电磁转矩;
      ML额定负载转矩; Mm电机最大电磁转矩
    【特性分析】
    对于电机降压限流起动,这里用液体电阻与串分级切换阻抗作对比定性分析。
    (1)图中起动曲线与横坐标轴(电磁轴)及纵坐标轴(转速轴或转差率轴)包络的面积大小,反映了起动过程平均电磁转矩大小,二者成正比关系。
    (2)图中起动曲线与横轴交叉点(Mq1、Mq2、Mq3、Mq4、Mqe)为起动初始电磁转矩。ML为额定负载转矩,对应的转速为电机额定转速(Ne)。Mm为最大电磁转矩。
    (3)起动电磁转矩大小反映初始起动电流大小,平均电磁转矩大小反映起动时间长短。从上图串液体电阻降压起动特性曲线可以看出,其初始起动电磁转矩很小,平均起动电磁转矩足够大,因此初始起动电流小,而起动时间不长。

    2.1 液阻软起动柜特性优势:
    (1)起动过程可预测
      以电机拖动理论建立的数学模型为基础,采用计算机仿真技术,通过向计算机输入电机、电网、负载三大参数,调整液阻值变化规律,可获得电机起动过程的特性曲线(如电流、转速、电网电压、电磁转矩等)。输入不同的液阻变化规律,就可获得不同效果和起动特性曲线,可获得一组最佳的起动曲线,对应的液阻变化规律作为控制的依据。从而实现起动过程的预知预测,达到最优化控制的目的。
    (2)起动电流与起动时间可控制
      电机起动电流与起动时间是两个互为反比的参数,起动电流大则起动时间短,起动电流小则起动时间长。用户根据电网容量大小及实际工艺与设备要求,有时要求起动电流尽可能小,时间长一点没关系;有时要求起动时间尽可能短,电流可以稍微大一点,而液体电阻软起动柜正是通过调整电液浓度、改变PLC控制程序、调整动极板初始位置、调节减速节比等手段来控制电机起动电流大小,以满足用户不同的要求。
    (3)对工况条件变化及液温变化的可调整
    其一,调试或使用中,当用户实际工况发生变化,液阻软起动柜可以通过简单的现场调整,使电动机起动效果依然保持最佳。
    其二,液阻值大小与电液温度成反比,因季节变换或重复起动引起的电液温差,会导致电液初始液阻值有较大变化,引起起动效果有很大的不同,甚至导致起动失败。可变液阻软起动产品具有液温检测及阻值自动校验调整功能,以确保每次起动效果的相同性、稳定性及可靠性。
    (4)二次控制采用PLC控制,PLC引进原装西门子可编程控制器,可实现远程通讯及计算机集中控制,满足DCS系统控制要求,实现现代化通讯管理及控制要求。
    (5)产品热容量大,可塑性好,可恢复性强,可重复性好,经济、实用。
    (6)产品安全可靠,操作简单,维护方便。
    (7)具有液位、液温检测与显示、起动时间过长、极板超程、综合报警等告警功能,同时有完善的设备电气联锁保护功能。
    (8)同高压开关柜配合,可实现过电流、速断、短路、差动、零序、欠压、过压、网内操作过电压、雷击等保护功能。
    (9)绝缘耐压严格执行国家标准,出厂试验严格要求。
    目前液阻软起动柜已广泛应用于石油化工、冶金、矿山、建材、供水、制药、造纸等行业的风机、水泵、磨机、传输机等机械设备上,深受广大用户的亲赖!欢迎需要液阻软起动柜的客户来电咨询,襄阳正涵电气有限公司免费服务热线:400-006-2003

     
     

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