軟啟動(dòng)器在空氣壓縮機(jī)中的保護(hù)作用簡(jiǎn)介

 軟啟動(dòng)器的工作原理是：軟啟動(dòng)器收到啟動(dòng)命令后，便按所設(shè)定的啟動(dòng)方式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算，確定可控硅的觸發(fā)輸出電壓信號(hào)，以控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過程。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過程完成后，軟啟動(dòng)器便控制交流接觸器吸合，短接所有可控硅，使電動(dòng)機(jī)直接投網(wǎng)運(yùn)行，避免不必要的能源損耗。

空氣壓縮機(jī)軟啟動(dòng)器的電機(jī)保護(hù)功能有：相序保護(hù)、缺相保護(hù)、啟動(dòng)過流保護(hù)、運(yùn)行過流保護(hù)、運(yùn)行過載保護(hù)及電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間不能完成啟動(dòng)過程保護(hù)。

軟啟動(dòng)器的保護(hù)功能在空氣壓縮機(jī)中動(dòng)作時(shí)，軟啟動(dòng)器將產(chǎn)生停機(jī)輸出，并在控制面板上直接顯示其原因。

當(dāng)氣罐氣壓降至空氣壓縮機(jī)啟動(dòng)值時(shí)，可編程控制器向軟啟動(dòng)器發(fā)出啟動(dòng)命令，軟啟動(dòng)器通過可控硅控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電壓和電流，使空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)平滑啟動(dòng)到空載。當(dāng)電壓達(dá)到額定值時(shí)，接觸器吸合，可控硅短路，三相電源直接加在電動(dòng)機(jī)上，軟啟動(dòng)器啟動(dòng)完成，并向可編程控制器發(fā)啟動(dòng)完成信號(hào)。可編程控制器經(jīng)過9s的延時(shí)，投進(jìn)氣電磁閥，空氣壓縮機(jī)帶載運(yùn)行，向氣罐打氣；當(dāng)氣罐氣壓達(dá)停機(jī)值時(shí)，可編程控制器切進(jìn)氣電磁閥，使空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入空載狀態(tài)，2s后向軟啟動(dòng)器發(fā)停機(jī)令，在軟啟動(dòng)器的控制下，電動(dòng)機(jī)逐漸減速至完全停機(jī)。

詳細(xì)的改造方法：

異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)是人們比較熟悉和關(guān)注的問題，從原理上講只有兩種方式：直接起動(dòng)和降壓起動(dòng)。直接起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，對(duì)電網(wǎng)沖擊影響大，只能在中小型電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)上得到應(yīng)用。在不允許直接起動(dòng)的情況下，就需要采用降壓?jiǎn)?dòng)方式，降壓?jiǎn)?dòng)一般有星／三角啟動(dòng)、自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)及文中推薦的軟啟動(dòng)器啟動(dòng)方法。

1. 軟啟動(dòng)和一般降壓?jiǎn)?dòng)的區(qū)別

在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，降低加到電動(dòng)機(jī)定子繞組的電壓，可以減小電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流。一般降壓?jiǎn)?dòng)是指電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過程中加在電動(dòng)機(jī)定子繞組的電壓變化是瞬間突變的；而軟啟動(dòng)是使用調(diào)壓裝置在規(guī)定的啟動(dòng)時(shí)間內(nèi)，自動(dòng)地將啟動(dòng)電壓連續(xù)、平滑地上升直到達(dá)到額定電壓。

異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性可用n=f（M）來(lái)表示。若采用一般降壓?jiǎn)?dòng)，假設(shè)啟動(dòng)電壓U=0.5Ue,則電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩為0.25Mn，即啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩只有電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的1/4。如果在此時(shí)將電壓U加大到電動(dòng)機(jī)額定電壓Ue， 則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩一下子就從1/ 4 跳到Mn， 這樣的啟動(dòng)過程是跳躍的、不平滑的，對(duì)生產(chǎn)工藝要求平穩(wěn)啟動(dòng)的場(chǎng)合不宜采用。而軟啟動(dòng)從初始電壓開始電壓連續(xù)平穩(wěn)地增大。從圖1中0.5Ue 的那根曲線連續(xù)平滑的不斷向右平行移動(dòng)，一直平穩(wěn)到與額定電壓Ue那根曲線重合時(shí)為止，那么電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩就會(huì)平滑地增大一直到轉(zhuǎn)矩為最大值Mn時(shí)為止，啟動(dòng)過程也就結(jié)束。這樣，啟動(dòng)過程中電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是平滑的而不是跳躍的，啟動(dòng)過程是平穩(wěn)的。

2、啟動(dòng)方式對(duì)電網(wǎng)的影響

比較異步電機(jī)的各種啟動(dòng)方式，當(dāng)電機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，對(duì)電網(wǎng)的沖擊最大，沖擊時(shí)間也最長(zhǎng)，而通常使用的降壓?jiǎn)?dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊雖比較小，但是由于涉及到一個(gè)線圈電壓切換過程，所以出現(xiàn)二次沖擊的不利環(huán)節(jié)，軟啟動(dòng)由于在啟動(dòng)前設(shè)定了一個(gè)不對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生影響的啟動(dòng)電流，電流是緩慢增大至設(shè)定電流，故無(wú)沖擊電流，對(duì)電網(wǎng)的影響最小，并且能消除啟動(dòng)力矩的沖擊。

二、電機(jī)軟啟動(dòng)器在空氣壓縮機(jī)改造中的應(yīng)用

通過軟啟動(dòng)和其他啟動(dòng)方式的理論分析和比較，說明軟啟動(dòng)可以在大型三相鼠籠式交流異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)上得以應(yīng)用，故用電機(jī)軟啟動(dòng)器對(duì)一老式空氣壓縮機(jī)進(jìn)行改造，以適合現(xiàn)場(chǎng)需要。

1.空氣壓縮機(jī)改造前狀況

空氣壓縮機(jī)電機(jī)功率：200 kW，改造前采用自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)方式，由時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)電機(jī)電壓的切換控制，啟動(dòng)不穩(wěn)定，故障率較高。主接觸器采用CJ10型交流接觸器，觸點(diǎn)經(jīng)常燒壞，且對(duì)電網(wǎng)影響嚴(yán)重，考慮采用軟啟動(dòng)器實(shí)現(xiàn)電機(jī)的平穩(wěn)啟動(dòng)和運(yùn)行。

2.軟啟動(dòng)器和其他元件的選型

根據(jù)空氣壓縮機(jī)的實(shí)際情況，選擇了ABB公司生產(chǎn)的PST250-600-70型軟啟動(dòng)器，此軟啟動(dòng)器是基于最新的微處理器技術(shù)設(shè)計(jì)出來(lái)的，用于實(shí)現(xiàn)鼠籠式的軟啟動(dòng)和軟停止。它還附帶了幾種先進(jìn)的電機(jī)保護(hù)功能，具有多種集成的保護(hù)和報(bào)警功能，幾乎可以檢測(cè)到所有故障，并將其顯示出來(lái)。根據(jù)需要，我們還對(duì)熔斷器、旁路接觸器和熱保護(hù)進(jìn)行了選型。

3 調(diào)整與試車

軟啟動(dòng)控制柜安裝完成后認(rèn)真檢查，按設(shè)計(jì)圖紙核對(duì)接線是否正確。晶閘管等電子器件不允許做絕緣電阻測(cè)試，只能用數(shù)字萬(wàn)用表高阻檔檢查軟啟動(dòng)器中晶閘管的絕緣情況。新的軟啟動(dòng)器（冷態(tài)時(shí)）每組晶閘管輸入輸出端子間測(cè)量電阻值應(yīng)指示1.3M左右，相間（相間未接控制回路時(shí)）、相對(duì)地測(cè)量電阻值應(yīng)該指示為無(wú)窮大。在電動(dòng)機(jī)與軟啟動(dòng)器連接前，必須用500V絕緣電阻測(cè)試器檢查電動(dòng)機(jī)和電纜的絕緣狀態(tài)。只有絕緣電阻符合有關(guān)規(guī)定，才準(zhǔn)許將電動(dòng)機(jī)連接到軟啟動(dòng)器輸出端進(jìn)行啟動(dòng)試驗(yàn)。檢查確認(rèn)無(wú)誤后，連接電動(dòng)機(jī)并設(shè)定啟動(dòng)方式、初始電壓、啟動(dòng)時(shí)間和停機(jī)時(shí)間等技術(shù)參數(shù)。然后進(jìn)行空氣壓縮機(jī)啟動(dòng)試驗(yàn)和參數(shù)優(yōu)化。