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电机软启动论文电机正反转论文 电机软启动在供排水系统中普及应用探讨 摘要:交流异步电动机的传统起动、停止方式存在着许多缺点,不能适应不断发展的电动机复杂使用场合的控制需要,目前在供排水系统中,有较多中、大功率电机在传统方式下启动运行。文章提出在投资不大的前提下对现有设备进行合理改造,达到减少设备故障率,安全经济运行的目的,电机智能软启动装置是一个很好的选择,应该在供排水系统中得到全面推广使用。 　　关键词:水泵电机;软启动;控制;应用 　　中图分类号:TM3 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2009)12-0056-02 　　在供排水系统中,交流异步电机应用非常广泛。小功率电机一般直接起动,大功率电机传统上有星—三角起动、自耦减压起动、串电抗器启动等。传统的起动方式存在着明显缺点,如在起动过程中起动电流对电网和负载的冲击,机械承受起动冲击转矩,降低了可靠性及使用寿命,特别是在起停车过程中,会产生巨大的“水锤”效应,冲击转矩和“水锤”效应使水泵及水泵配件遭到损坏,在实际工作中,需要经常更换水压表,弹性联轴器等。同时电气元件的故障率高,如电机频繁的自藕减压启动容易造成接触器触头或自耦变压器烧坏等现象,增大了检修工作量,严重影响安全生产。随着科学技术的发展,电机智能软启动与变频启动将逐步取代传统电机起动方式。目前在供排水系统中,还有较多中、大功率电机在传统方式下启动运行。在投资不大的前提下对现有设备进行合理改造,达到减少设备故障率,安全经济运行的目的,电机智能软启动装置是一个很好的选择。电机智能软启动装置改善了电机启动、停止特性,减少了机械冲击损伤,简化了外部电路,使用方式灵活、功能完善,是交流异步电机理想的控制装置。 　　1异步电动机的起动方式 　　异步电动机的起动方式一直是工程技术上非常关注的一个问题,从原理上讲只有两种:直接起动和降压起动。全压直接起动的不利影响分为两个方面。一是电磁方面:将产生很大的起动电流,起动电流可达到电动机额定电流的4～7倍,通常认为电动机容量大于动力变压器容量的30%时不允许经常全压起动,因为在起动瞬间将引起电网电压的降低,影响电网内其他电气设备的运转。二是机械力矩方面:直接起动会使被拖动的工作机械受到机械性冲击,对于水泵性负载来说,过高的起动转矩对叶片、轴承、等造成机械变形、疲劳性损伤,以及会因水流对管道的冲击力过大而产生严重的水锤现象损坏管道及相应设备。 　　降低电动机的端电压,从而减少电动机的起动电流及过大的起动冲击转矩。交流电动机降压起动方法主要有传统的自耦变压器降压、串饱和电抗器、Y/转换降压起动等和现在的软启动、变频启动。 　　星—三角起动:起动时定子绕组星形连接,起动完成后转为三角形连接,起动时的电流为三角形连接的1/3,同样起动转矩也为三角形的1/3。从星三角接线切换到三角形接线过程中会出现二次冲击电流及转矩,起动过程接触器带载切换,易造成触点的拉弧、损坏等方面问题。 　　自耦变压器式起动可以通过变压器抽头改变起动电压。电压的阶跃性变化引起较大的电流和转矩变动,起动特性不平滑。电动机容量较大时,变压器的体积大,成本高,故障率高。 　　串电抗器起动一般是采用定子回路串电抗器分级起动,起动特性很难优化,起动有较大的功率损耗,分级起动引起起动特性不平滑。 　　从上可以看出传统的降压起动设备均有诸多性能限制和使用限制,停机时都是瞬间断电,无法满足软停车的要求,越来越难以适应不断发展的电动机复杂使用场合的控制需要。 　　随着电力电子控制应用技术的发展,利用可控硅的移相调压原理来实现电动机的软起动,电子软启动器使被控电机的输入电压、电流按不同的要求而变化以实现不同的功能,起动效果好、运行稳定,故障率低。 　　变频启动则是通过改变电源的频率来调节电动机的转速和转矩。其输出不但改变电压而且同时改变频率,可以在限流的同时获得大的起动转矩,可以实现软启动器的各种功能。 但它的投资费用比软起动器高两到三倍,结构也复杂得多,主要用在需要调速并且对速度控制要求高的领域。 　　2电机软启动原理 　　电机电子软起动器是新型的电机起动设备,它采用大功率晶闸管作主回路开关元件(如图1所示),通过由串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管进行调压,利用晶闸管的移相控制原理,改变晶闸管的导通角来实现电动机电压的平稳升降和无触点通断。三相交流异步电动机的起动转矩与所加电压的二次方相关,转矩近似与定子电压的平方成正比,电动机的电流和定子电压也成正比。从而电动机的起动转矩和初始电流的限制可以通过定子电压的控制来实现,而定子电压通过可控硅的导通相角来控制,所以不同的初始相角可实现不同的端电压,以满足不同的负载起动特性,从而实现电动机的无级平滑起动。电动机的起动转矩和起动电流可根据负载和工