摘要:軟啟動(dòng)器作為節(jié)能控制器于上世紀(jì)90年代初開始在國內(nèi)大量推廣,經(jīng)過多年實(shí)踐證明晶閘管軟啟動(dòng)器優(yōu)于傳統(tǒng)的自耦式補(bǔ)償器,隨著國產(chǎn)化的推進(jìn)傳統(tǒng)的自耦式補(bǔ)償器將被逐步淘汰。
關(guān)鍵詞:晶閘管軟啟動(dòng)器;節(jié)能控制器;自耦式補(bǔ)償器;智能化軟啟動(dòng)器中
1、引言
1977年美國航空航天局(NASA)FrankNole工程師獲得了一項(xiàng)節(jié)電器專利,初期稱為“功率因數(shù)控制器”,此后又有許多公司和個(gè)人開發(fā)了十幾種節(jié)電器。1982年FrankNole又作了二點(diǎn)改進(jìn),一是省掉取樣電阻而改為監(jiān)視晶閘管兩端電壓,二是采取了反饋控制技術(shù),使空載時(shí)電動(dòng)機(jī)電壓進(jìn)一步減小,節(jié)電率大大提高,正式定名為“節(jié)電器”(POWERSAVER)。我國也開發(fā)了節(jié)電器,但實(shí)際使用效果不佳,未能廣泛推廣使用。1983年后,上海市相繼引進(jìn)了一系列的節(jié)電器產(chǎn)品,在對(duì)引進(jìn)的節(jié)電器消化吸收的基礎(chǔ)上,上海,西安等地研制出了新型節(jié)電器,其性能達(dá)到并超過引進(jìn)的同類產(chǎn)品,為進(jìn)一步推廣節(jié)電器創(chuàng)造了條件,國內(nèi)市場(chǎng)上從上世紀(jì)90年代開始把軟啟動(dòng)器作為電機(jī)節(jié)能的首選產(chǎn)品。
2、作為節(jié)能應(yīng)用的軟啟動(dòng)器節(jié)電器通過雙向晶閘管或反并聯(lián)晶閘管相位控制實(shí)現(xiàn)降壓。
晶閘管軟啟動(dòng)器實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)見表1(參閱30kW電機(jī)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù))。
1)節(jié)電器對(duì)某些特定的負(fù)載具有較好的節(jié)電效益,因此,它應(yīng)在相應(yīng)范圍內(nèi)推廣使用,切莫不分對(duì)象
2)對(duì)于不變負(fù)載(不管是滿載還是負(fù)載率30%~40%情況),連續(xù)長(zhǎng)期運(yùn)行,則不宜采用節(jié)電器,而應(yīng)該選用高效電動(dòng)機(jī)。
3)對(duì)于變負(fù)載情況,如果最低負(fù)載率≥30%以上,采用晶閘管軟啟動(dòng)器意義也不大。
3、軟啟動(dòng)器與自耦式補(bǔ)償器技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比傳統(tǒng)的自耦補(bǔ)償器自上世紀(jì)50年代初開始應(yīng)用以來,一直在電機(jī)起動(dòng)裝置領(lǐng)域占居主要地位。
自上世紀(jì)80年代開始,國外固態(tài)起動(dòng)裝置在我國工業(yè)領(lǐng)域逐步推廣使用,已對(duì)傳統(tǒng)的補(bǔ)償器形成較大沖擊。表2對(duì)二種裝置進(jìn)行了技術(shù)與經(jīng)濟(jì)對(duì)比,并給出了正確應(yīng)用范圍供讀者參考。
4、軟啟動(dòng)器的技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用范圍
1)短期重復(fù)工作的機(jī)械長(zhǎng)期空載(輕載<40%)運(yùn)行,短時(shí)重載。例如:起重機(jī)、皮帶輸送機(jī)、金屬材料壓延機(jī)、車床、沖床、刨床、剪床等。
2)頻繁起動(dòng)的工作機(jī)械有些機(jī)械經(jīng)常處于開停狀態(tài),如果允許輕載啟動(dòng),則可以使用軟起動(dòng)技術(shù)。以下列舉一些軟起動(dòng)器的特性。
a)線性軟起動(dòng)這種起動(dòng)方式是最普遍使用的。首先,電機(jī)上升至初始轉(zhuǎn)矩值,該值可在5%~90%的額定轉(zhuǎn)矩之間調(diào)節(jié)。然后,電機(jī)電壓在加速斜坡上升時(shí)間逐漸上升,加速斜坡上升時(shí)間可在2~30s之間調(diào)整。
b)帶可選擇突跳起動(dòng)的軟起動(dòng)這種起動(dòng)方式提供了突跳起動(dòng)和升壓。它可提供500%滿載電流的電流脈沖,可調(diào)時(shí)間范圍為0.4~2s.使電機(jī)因負(fù)載需要助推才能起動(dòng)時(shí)額外加一個(gè)附加轉(zhuǎn)矩。
c)泵控制該功能在離心泵的起動(dòng)及停止期間,通過平滑地加速及減速電機(jī)來減小泵系統(tǒng)中出現(xiàn)的喘振。由微計(jì)算機(jī)分析電機(jī)變量并發(fā)出控制命令,以減小系統(tǒng)中出現(xiàn)喘振可能性的方式來控制電機(jī)。起動(dòng)時(shí)間可在2~30s之間調(diào)整,停止時(shí)間可在2~120s之間調(diào)整。
d)智能電機(jī)制動(dòng)控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在需要電機(jī)比自由停車更快速停車的場(chǎng)合,即快速制動(dòng)。它是以微計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的制動(dòng)系統(tǒng),該系統(tǒng)給標(biāo)準(zhǔn)的鼠籠感應(yīng)電動(dòng)機(jī)提供三相制動(dòng)電流。制動(dòng)在沒有附加的接觸器或電源設(shè)備的情況下完成,而且無需計(jì)時(shí)器、傳感器或測(cè)速計(jì),便實(shí)行自動(dòng)零速停車。制動(dòng)電流的強(qiáng)弱可在滿載電流的150%~400%之間調(diào)整。補(bǔ)償器無法完成此功能。
e)低速制動(dòng)該功能主要用于電動(dòng)機(jī)需正向低速定位和需要制。