1 软启动器的功能及特点
1 . 1 应用情况
某电厂 20 m 3 空压机系统是机组调相、检修和其它用气设备的气源,由 2 台空压机和 4 个储气罐构成,工作气压为 0 . 6 ~ 0 . 8MPa ,空压机的电机容量为 132 kW ,额定电流 272 A 。 2 套独立的控制系统各控制 1 台空压机,运行已 20 多年,设备老化严重,故障率高。受当时科技水平的限制,逻辑控制回路由继电器构成,启动方式为传统的频敏电阻降压方式,启动电机执行元件是接触器。控制系统接线复杂,故障点多,对电机保护功能不全,启动电流大,对厂用电有较大的冲击,不利于其它设备的稳定运行。 1997 年初对该系统改造时,应用了软启动器。新控制系统解决了原控制系统存在的诸多问题,且有利于同正着手全面改造的新计算机监控系统接口,为提高全厂综合自动化水平,实现减人增效打下了基础。
1 . 2 软启动器
软启动器主要由 CPU 为 8096 的主控板、驱动板、电机主控制回路及控制面板构成。软启动器具有控制功能、电机保护功能以及显示、报警、参数设置功能。
1 . 2 . 1 控制功能模式
收到外部启、停命令后,按照预先设定的启、停方式实现对电机的控制。可选的启、停控制模式有以下几种:
( 1 )限流软启动控制模式:如图 1 所示,电动机启动时,其输出电压从零迅速增加,直至输出电流达到设定的电流限幅值I m ,然后保证输出电流在不大于该值的情况下,电压逐渐升高,电动机逐渐加速,完成启动过程。
( 2 )电压斜坡启动控制模式 : 如图 2 所示, U 1 为电动机启动所需最小转矩对应的初始电压。当电动机启动时,软启动器的输出电压迅速上升到整定值 U 1 ,然后按设定的速率逐渐增加,直至达到电网电压后,接触器吸合,启动过程完成。
( 3 )停车模式:电动机按所设定的速率逐渐减速直到完全停机。
( 4 )自由停车:电动机不受控制地依惯性自由停机。
( 5 )点动功能:在该方式的控制下,软启动器输出电压迅速增加至初始电压 U 1 ,并保持该输出电压值。
1 . 2 . 2 电机保护功能
软启动器的电机保护功能有:相序保护、缺相保护、启动过流保护、运行过流保护、运行过载保护及电动机长时间不能完成启动过程保护。
软启动器的保护功能动作时,软启动器将产生停机输出,并在控制面板上直接显示其原因。
1 . 2 . 3 显示、报警和参数设置功能
在软启动器的控制面板上,可显示电机电流、报警信号及设定的参数值;以数字形式设置电机保护值、电机运行方式;手动操作启、停电机。
软启动器的工作原理是:软启动器收到启动命令后,便按所设定的启动方式进行有关计算,确定可控硅的触发输出电压信号,以控制电动机的启动过程。当电动机的启动过程完成后,软启动器便控制交流接触器吸合,短接所有可控硅,使电动机直接投网运行,避免不必要的能源损耗。图 3 为软启动器的原理图。
1 . 3 应用于某电厂的软启动器
1 . 3 . 1 系统结构
控制系统结构如图 4 所示,主要包括软启动器、可编程控制器、压力传感器、进气电磁阀。
1 . 3 . 2 系统主要功能
( 1 ) 控制功能
自动/手动控制空压机启、停。控制方式通过工作方式切换开关选择。
自动工作方式时,根据气罐气压的变化自动启停空压机。手动方式时可编程控制器退出运行,在软启动器控制面板上手动操作启停空压机。根据 20m 3 空压机系统的实际情况,选择电机的启停方式是限流软启动和软停车。
( 2 ) 保护功能
保护功能涉及整个空压机系统。当发生一级气缸气压过高/低、油缸压力过高/低、排气温度过高以及断相、相序错、电机过流、过载等任一异常时,保护动作自动停机。