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減速機網(wǎng) 開關(guān)變壓器式電機軟起動裝置在燒結(jié)主軸風機起動中的應(yīng)用 減速機網(wǎng)
來源:減速機信息網(wǎng)    時間:2007-1-30 17:01:22  責任編輯:gaoyuan4332068  
一、引言

交流電動機在空載全壓直接起動時,起動電流會達到額定電流的5倍~7倍,當電動機容量相對較大時,該起動電流將引起電網(wǎng)電壓急劇下降,這會破壞同電網(wǎng)其它設(shè)備的正常運行,甚至會引起電網(wǎng)失去穩(wěn)定,造成更大的事故。

電動機直接全壓起動時的大電流在電機定子線圈和轉(zhuǎn)子鼠籠條上產(chǎn)生很大的電應(yīng)力,會破壞繞組絕緣和造成鼠籠條斷裂,引起電機故障,大電流還會產(chǎn)生大量的焦耳熱,損傷繞組絕緣,縮短電機壽命。

直接起動時,額定電壓經(jīng)開關(guān)瞬間加到電機繞組上,經(jīng)常會伴隨有操作過電壓產(chǎn)生,此過電壓有時會達到額定電壓的5倍以上,對電機絕緣造成嚴重的傷害,常常會引起電機相間短路,匝間短路,繞組接地等故障。

上述現(xiàn)象對高壓(3KV~10KV)大容量電機來說將會變得更加嚴重,所以近些年來高壓電機的軟起動方法被越來越廣泛地應(yīng)用到各個領(lǐng)域。

燒結(jié)主軸風機一般為離心式風機,體積大、轉(zhuǎn)動慣量(GD2)大,再加上煙氣的質(zhì)量大,故阻力矩很大,即使是關(guān)風門起動,也常常由于風門關(guān)不嚴等原因,致使仍有較大的起動負荷,大電流維持時間很長(某鋼廠燒結(jié)風機主軸電機起動電流甚至達到額定電流的12倍),常常發(fā)生鼠籠條斷裂、掃堂、繞組過熱等故障,因此燒結(jié)主軸風機軟起動裝置的選擇尤為重要,它關(guān)系到燒結(jié)爐的高效安全運行。

二、高壓電機起動方法

高壓異步電動機降壓起動方法主要有:在定子回路串聯(lián)電抗器或采用自耦變壓器降壓起動、在轉(zhuǎn)子回路中串聯(lián)液體電阻器起動及在定子回路串磁飽和電抗器起動。由于這些起動方式使用的設(shè)備調(diào)節(jié)范圍有限,不能隨意調(diào)節(jié)起動轉(zhuǎn)矩,不能做到起動特性和負載轉(zhuǎn)矩特性完善配合,所以仍然存在大的沖擊電流和機械沖擊。而且它們都沒有軟停止功能,因此對于像水泵(會產(chǎn)生水錘效應(yīng))之類的負載也不適用。另外還有的用戶誤以為用液力耦合器可以解決起動電流問題,事實上液力耦合器只能使電動機緩緩加上負載,防止了機械沖擊問題,而電動機即使在空載情況下全壓起動,同樣存在大的起動電流,只是空載時起動電流持續(xù)時間短一些而已。隨著電力電子技術(shù)的進步,高壓電動機的軟起動問題也得到完善的解決,這就是采用變頻器起動、固態(tài)軟起動和建立在晶閘管調(diào)壓基礎(chǔ)上的開關(guān)變壓器式高壓軟起動器三種方案。

三、開關(guān)變壓器式高壓電機軟起動裝置

它的基本工作原理如圖1所示,是用開關(guān)變壓器來隔離高壓和低壓,開關(guān)變壓器的低壓繞組與晶閘管和控制系統(tǒng)相連,通過改變其低壓繞組上的電壓來改變高壓繞組的電壓,從而達到改變電動機端電壓的目的,以實現(xiàn)電動機的軟起動。

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圖1 開關(guān)變壓器式高壓電機軟起動裝置

開關(guān)變壓器式高壓電機軟起動裝置的特點如下:

1.電壓和電流能從零起連續(xù)可調(diào),對電動機無操作過電壓傷害,無轉(zhuǎn)矩沖擊,對電網(wǎng)無沖擊;轉(zhuǎn)速慢慢上升,有利于潤滑,能延長電動機及機械設(shè)備的使用壽命;高壓開關(guān)合閘時電流(或電壓)為零,能顯著提高開關(guān)壽命。

2.控制靈活,重復(fù)精度高。

3.在起動過程中,能在額定電流以內(nèi)給電動機以充分加速,因此能最大限度的降低起動電流的最大值,最大值保持時間短。

4.開關(guān)變壓器是一種高可靠性設(shè)備;低壓側(cè)電壓低,不用采用晶閘管串聯(lián);晶閘管的控制技術(shù)很成熟,因此該裝置為高可靠性設(shè)備。

5.該裝置本身功耗很小,可以連續(xù)起動,可以一拖多(容量可不同)。

6.開關(guān)變壓器具有很大的電感值,晶閘管產(chǎn)生的高次諧波大部分加在它上面,加到電源和電動機上的高次諧波遠遠小于國標值。

四、安裝調(diào)試情況

南京鋼鐵集團燒結(jié)廠SJ-2800離心風機傳動電機(異步、1050kW)采用哈爾濱帕特爾科技有限公司設(shè)計生產(chǎn)的DJRQ02-010型(一拖二)開關(guān)變壓器式高壓電機軟起動裝置,電機額定電壓為6kV、額定電流120A。

2004年11月1日11:00點進行電機光軸起動,電壓、電機電流從零起調(diào),起動過程中出現(xiàn)的最大電流150A,起動時間20s,電機平滑起動。15:01帶風機轉(zhuǎn)子(關(guān)風門)起動,電機電壓、電流從零起調(diào),起動過程中出現(xiàn)的最大電流為320A,起動時間54s,電機平滑起動,(1#電機,上海電機廠生產(chǎn))

13:50起動2#風機,起動過程中出現(xiàn)最大電流398A,起動時間58s,電機平滑起動,(2#電機,佳木斯電機廠生產(chǎn))。圖2為電機起動過程的轉(zhuǎn)速曲線。

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(a)1#抽風機電機

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(b) 2#抽風機電機
圖2 起動轉(zhuǎn)速曲線

從以上現(xiàn)場調(diào)試實測數(shù)據(jù)足可以說明開關(guān)變壓器式高壓電機軟起動裝置具有以下特點:

1.電流、電壓從零起調(diào),可以保證起動電流值最小,這可盡可能地減小起動過程對電網(wǎng)的沖擊;
2.每次起動電流、電壓完全一致,不受環(huán)境影響;
3.可連續(xù)起動、可做到一拖多,不要求電機容量相同;
4.控制準確、重復(fù)精度高,無起動失敗現(xiàn)象;
5.開關(guān)變壓器的溫升很小,軟起控制箱內(nèi)無大功率的器件,整個裝置的能耗很;另外起動電流的控制精度很高,故該裝置可以做到免維護,軟起動控制室可以做到免值守。

五、結(jié)束語

燒結(jié)主軸風機電機軟起動的條件比較苛刻,對軟起動裝置的性能要求較高,只有正確的選擇軟起動裝置才能保證良好的起動效果,這對保證設(shè)備的安全長壽、保證生產(chǎn)的連續(xù)高效都有重意義,開關(guān)變壓器式高壓電機軟起動裝置很好的解決了這一技術(shù)問題,為高電機的軟起動,特別是燒結(jié)主軸風機電機軟起動帶來了非常好的方法

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