高压电动机软启动及其应用.doc

高压电动机软启动及其应用 　　摘 要：阐述了高压电动机的启动方式，分析了电动机直接全压启动的危害性，介绍了软启动器的工作原理，分析比较了软启动与降压启动方式的不同点。对MVC Plus系列中压固态软起动器的原理及在电厂的实际应用情况加以说明。 　　关键词：电动机；软启动；可靠性 　　1 绪论 　　随着国民经济的发展，高压电动机在许多行业中占有举足轻重的地位，高压电动机的数量越来越多，因此启动问题日益受到关注，特别是在大容量高压电动机的启动中，普遍应用了高压电动机软启动技术，可以降低电机的起动冲击电流，减少对电网和电机自身的冲击。因此，高压电动机软启动已成为电动机启动方面的一项关键技术，在工业中的应用将有广阔的前景。目前高压电动机的启动方式主要有四种方式，即：降压启动、直接启动、变频器启动方式、软启动方式。 　　降压启动虽可减少电动机启动时的启动电流，但启动转矩减小较大，降压启动只能用于对启动转矩要求不高的场所，且启动方式体积庞大，笨重，故障率高并对机械造成不可避免的巨大冲击，理应被时代所淘汰。变频器启动方式启动平缓，顺滑，具备理想的启动曲线并克服了传统启动方式的诸多弊端，是理想的启动方式。但其价格昂贵，在无须调速的场合闲置了大部分的功能是一大浪费。 　　软启动器启动方式是针对电机启动而专门设计的，具备了与变频器启动方式相同的优良特性，而价格却比变频器便宜了很多。但是，传统的启动方式发展至今仍占据了半壁江山，其原因在于软启动器仅仅作为启动功能来讲，尽管价格低廉，但仍与传统启动方式在价格上存在一定的差距，甚至与功能简单、廉价的变频器价格相差无几，制约了其在市场的快速发展。 　　2 电动机直接启动的危害性 　　2.1 对电动机本身的损伤 　　a.大电流产生的热量反复作用于绕组外绝缘，使绝缘加速老化、寿命降低。 　　b.大电流产生的机械力使绕组相互磨擦，降低绝缘寿命。 　　c.高压断路器合闸时触头的不同期会在电动机定子绕组上产生操作过电压，有时会达到外加电压的5倍以上，这样高的过电压会对电动机绝缘造成极大损害。 　　d.大电流在电动机定子线圈和转子鼠笼条上产生很大的冲击力 ，会造成线夹松动、线圈变形、鼠笼条断裂等故障。 　　2.2 对电网的影响 　　a.电动机启动时，电机建立磁场所需的励磁电流，需要从电网中吸取滞后的无功电流，会使电网的cosφ值降低，电压损耗和线路损耗增大，甚至使电网容量受到限制。 　　b.电动机直接启动时，一般启动电流可达电动机额定电流的4～7倍，大电流对电网的冲击几乎类似于三相短路对电网的冲击，常会引发功率振荡，甚至使电网失去稳定。 　　c.启动电流中含有大量的高次谐波，与电网电路参数引起高频谐振，造成继电保护误动作、自动装置失灵等故障。 　　d.直接启动时，启动电流过大受到电网容量所限制，若电网容量不大，则电动机的启动电流可能使电网电压下降，影响其它电动机和电气设备的正常运行。 　　2.3 对所拖动的机械设备的损伤 　　直接启动时的启动转矩最大可达额定转矩的2倍，如此大的力矩突然加在静止的机械设备上，会加速齿轮磨损，甚至打齿，加速皮带磨损甚至拉断皮带、加速风叶疲劳甚至折断风叶等等。 　　当采用降压启动时，危害只有一定程度的降低；当采用软启动时，危害几乎完全消失，同时可以大大延长电动机的使用寿命。 　　3 软启动器启动 　　3.1 软起动器 　　软启动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。 　　3.2软启动器工作原理 　　软启器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路。使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压。 　　3. 3软起动与传统降压起动方式的不同之处 　　无冲击电流：软起动器在起动电机时，对电机无冲击，提高了供电可靠性，平稳起动，减少对负载机械的冲击转矩，延长机器使用寿命。 　　有软停车功能：即平滑减速，逐渐停机，减少设备损坏。 　　起动参数可调：根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至最佳的起动电流。 　　4 MVC Plus系列中压固态软起动器 　　4.1软启动装置的结构 　　MVC Plus系列中压固态高压电动机软启动装置是一个NEMA E-2标准的电机起动控制器，用来保护和控制中压交流电机。软起动部分仅包括：控制模块、可控硅模块、高压真空旁路接触器。