襄陽源創(chuàng)電氣有限公司小王告訴我們:軟啟動的實(shí)質(zhì)也是降壓起動(變頻例外),把原不可變的阻抗改為可控。簡單來說通過平滑改變串接阻抗(電阻)值,使電機(jī)端電壓平滑改變實(shí)現(xiàn)電機(jī)平滑起動,進(jìn)一步減小起動電流對設(shè)備的沖擊,基本消除電流的躍變,使電機(jī)起動特性軟化,保護(hù)電機(jī)、機(jī)械設(shè)備。
高壓電機(jī)軟啟動方式比較
變頻、電阻類、電抗器類軟啟動簡介
1 高壓變頻軟起動
高壓變頻起動、調(diào)速原理其實(shí)早就發(fā)展成熟了,但由于受制造瓶頸的限制,近二十年才逐漸得到了應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)軟起動、調(diào)速。高壓變頻代表著大型電動機(jī)軟起動技術(shù)的發(fā)展方向,近年來取得了很大成就,相對磁控軟起動、熱變電阻等起動方案而言,具有明顯的技術(shù)進(jìn)步性,這一點(diǎn)不可置疑。
2 高壓電阻類軟起動
最早的降壓起動采用固體電阻,由于固體電阻不可避免的缺陷(熱容特性低等),高壓動力設(shè)備的降壓起動采用較少。隨著技術(shù)水平的發(fā)展,具有頻敏特性的固態(tài)電阻在低壓、高壓動力設(shè)備上得到了應(yīng)用,80年代初期出現(xiàn)了液態(tài)電阻、熱變電阻應(yīng)用于高壓動力設(shè)備,液態(tài)形式的電阻具有較高的熱容特性。
液態(tài)軟起動裝置通過電流閉環(huán)自動控制單元控制傳動機(jī)構(gòu),電機(jī)拖曳極板改變極間電阻值實(shí)現(xiàn)軟起動;熱變電阻起動裝置利用具有負(fù)溫度特性的電解液體,在溫度變化下改變電阻值實(shí)現(xiàn)軟起動。液態(tài)軟起動裝置有良好的控制功能,與磁控軟起動控制功能接近,缺點(diǎn)是控制、傳動機(jī)構(gòu)復(fù)雜,故障點(diǎn)多,液阻需定期檢驗,一次、二次電源交錯,絕緣性能要求較高。熱變電阻與液態(tài)電阻相比,結(jié)構(gòu)簡單,起動特性較好(廠家提供特性曲線比較),維護(hù)量小,長期安全可靠,適用電機(jī)容量大。鑒于此,下面該類僅以熱變電阻起動裝置為例。
3 高壓電抗器類軟起動
在較早的高壓降壓起動中,我國采用電抗器降壓起動居多,傳統(tǒng)的電抗器存在阻抗不可調(diào),起動特性不好,功率因素低等缺點(diǎn),目前國內(nèi)已很少使用。磁控正是在以上的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良,通過在電抗器中加入控制繞組,利用電、磁控制技術(shù),外部自動控制單元調(diào)整控制繞組中電流的大小,控制磁導(dǎo)率來調(diào)節(jié)電壓的手段,改變勵磁實(shí)現(xiàn)電動機(jī)軟起動。起動過程中,電抗器兩端的電壓(電流)根據(jù)起動電流自動調(diào)整,由大變小無級變化,使電動機(jī)端電壓平滑上升值額定值。磁控理論上可以調(diào)速,但是實(shí)際應(yīng)用反映在起動過程上,當(dāng)達(dá)到最優(yōu)化起動后,起動電流是不進(jìn)行調(diào)整的。
三類電機(jī)軟起動特點(diǎn)比較
1技術(shù)性比較
單從技術(shù)上來說,高壓變頻具有不可比擬的優(yōu)勢,起動特性好,可連續(xù)起動多次,起動電流可控制在額定電流以下,起動時電網(wǎng)功率因素高(0.9~0.95),電網(wǎng)壓降小,同時還可進(jìn)行調(diào)速,減小動力設(shè)備功率消耗,節(jié)約電能。缺點(diǎn)是產(chǎn)生高磁諧波,污染電網(wǎng),影響系統(tǒng)內(nèi)其它設(shè)備的用電質(zhì)量,要解決諧波污染,還得追加設(shè)備投資。
采用電抗器類(磁控)軟起動,特點(diǎn)是控制較靈活,起動電流的設(shè)置較方便。缺點(diǎn)是本來電機(jī)起動時的功率因素就低,因串接電抗器而變得更低,因此對電力系統(tǒng)沒有太多的好處,母線壓降大,同時有一定的諧波污染。
高壓熱變電阻器軟起動對電機(jī)、機(jī)械設(shè)備沖擊小。與電抗器比較,性能相對要好,起動時功率因素較高(0.7)以上,起動電網(wǎng)壓降小,無諧波污染,通過更換電解液即可延長使用壽命。缺點(diǎn)是阻值會微弱的受到溫度的影響。
具體比較見表1。
表1:變頻軟起動、高壓熱變電阻器軟起動、磁控軟起動性能對比表
高壓電機(jī)軟啟動方式比較
2經(jīng)濟(jì)性比較
從實(shí)用性經(jīng)濟(jì)角度來說,高壓變頻起動屬于一種過于奢侈的技術(shù)方案,雖然變頻起動可以將起動電流降到額定電流以下,但是對于不是特別頻繁起動又不需要調(diào)速的大型動力設(shè)備來說,僅僅為了起動而進(jìn)行巨額投資,太不經(jīng)濟(jì)。
高壓熱變電阻器軟起動、磁控軟起動價格是高壓變頻起動的1/8~1/10,對于我院來說,采用兩者之一可節(jié)省投資數(shù)百萬元。
3可靠性比較
當(dāng)設(shè)備工況要求較低,幾種設(shè)備均滿足工況要求時,除去價格因素,可靠性就顯得相對重要,選擇質(zhì)量差、可靠度低的設(shè)備,必定會對我院今后的科研生產(chǎn)產(chǎn)生消極影響。
我們知道,不考慮產(chǎn)品質(zhì)量等其他因素的影響,單從技術(shù)角度看,結(jié)構(gòu)簡單、使用簡便、操作方便的設(shè)備,故障狀態(tài)下更易維護(hù),高壓熱變電阻器軟起動裝置與變頻、磁控軟起動相比,結(jié)構(gòu)簡單,旁路系統(tǒng)少,從可靠性講,應(yīng)具有一定的優(yōu)勢,但它畢竟是一個新生產(chǎn)品(如同磁控),可不可靠,還應(yīng)從用戶角度進(jìn)行了解。
高壓變頻軟起動技術(shù)含量高,設(shè)備復(fù)雜,技術(shù)難度較大,使用維護(hù)及故障處理等對技術(shù)人員的技術(shù)素質(zhì)要求高。發(fā)生故障,解決問題的技術(shù)難度較高,事故處理周期較長。
磁控軟起動最大的優(yōu)勢是外接電路發(fā)生故障,還可作為普通電抗器適用,這是作為故障情況下的考慮。
結(jié)束語
選擇起動方式,在現(xiàn)有的技術(shù)水平下,原則是既保護(hù)電機(jī),延長電機(jī)使用壽命,又要保護(hù)電網(wǎng)和機(jī)械設(shè)備,同時降低設(shè)備維護(hù)和管理工作量,保證選擇設(shè)備的可靠性。
對于一個產(chǎn)品的選擇,應(yīng)是一個系統(tǒng)工程,要結(jié)合各種因素進(jìn)行,既要考慮設(shè)備的先進(jìn)性,也要兼顧價格因素;既要考慮價格,也要兼顧產(chǎn)品質(zhì)量。
同樣,大電機(jī)的起動方式與設(shè)備管理息息相關(guān),電機(jī)起動方式選擇不當(dāng),對電力系統(tǒng)、電機(jī)本體、甚至對機(jī)械設(shè)備都會產(chǎn)生消極影響,增大以后設(shè)備的管理難度、維護(hù)難度。
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