產(chǎn)品詳情
在《購(gòu)買發(fā)電機(jī)組必須知道的那些事之啟動(dòng)電流》一文中,詳細(xì)分析了以電機(jī)為代表的,感性負(fù)載設(shè)備的啟動(dòng)電流對(duì)配置發(fā)電機(jī)組的影響。眾所周知,發(fā)電機(jī)組的功率大小,是同品牌一樣直接影響其價(jià)格的重要因素。因此,為了保護(hù)發(fā)電機(jī)組和設(shè)備,同時(shí)也為了控制增加發(fā)電機(jī)組容量帶來(lái)的成本,大家紛紛引入輔助啟動(dòng)方式。下面仍以電機(jī)為例,對(duì)常見(jiàn)的輔助啟動(dòng)方式詳細(xì)說(shuō)明。
電機(jī)的啟動(dòng)方式主要有:直接啟動(dòng)、變頻啟動(dòng)和降壓?jiǎn)?dòng)。降壓?jiǎn)?dòng)又可分為:變電阻降壓?jiǎn)?dòng)、電抗降壓?jiǎn)?dòng)、Y/Δ(星三角)啟動(dòng)、延邊三角啟動(dòng)、自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)、磁控式降壓?jiǎn)?dòng)。
1、直接啟動(dòng)
在電網(wǎng)容量和負(fù)載兩方面都允許全壓直接啟動(dòng)的情況下,可以考慮采用全壓直接啟動(dòng),簡(jiǎn)稱直接啟動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)是操縱控制方便,維護(hù)簡(jiǎn)單,而且比較經(jīng)濟(jì),主要用于小功率電機(jī)的啟動(dòng)。此外,部分特殊使用場(chǎng)合,不論電機(jī)功率大小,都應(yīng)該以直接啟動(dòng)為主。如
GB50116-2013 《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:
3.1.8水泵控制柜、風(fēng)機(jī)控制柜等消防電氣控制裝置不應(yīng)采用變頻啟動(dòng)方式。
GB50974-2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定:
11.0.14 消防時(shí)消防水泵應(yīng)工頻運(yùn)行,消防水泵應(yīng)工頻直接啟泵,當(dāng)功率較大時(shí)宜采用星三角和自耦降壓變壓器啟動(dòng),不宜采用有源器件啟動(dòng)。
這是因?yàn)橄浪玫牧髁俊P(yáng)程,防排煙風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速等設(shè)計(jì)參數(shù)均是按照其額定值計(jì)算的,為了保證消防設(shè)備功能的正常發(fā)揮,在緊急啟動(dòng)時(shí),必須立即投入額定工作狀態(tài),因此不允許采用含有有源器件的變頻啟動(dòng)設(shè)備和軟啟動(dòng)設(shè)備啟動(dòng)。
直接啟動(dòng)設(shè)備時(shí),對(duì)應(yīng)配置發(fā)電機(jī)組的功率為設(shè)備額定功率的3-4倍。在《購(gòu)買發(fā)電機(jī)組必須知道的那些事之啟動(dòng)電流》一文中有更加詳細(xì)的分析說(shuō)明。
2、變頻啟動(dòng)
變頻軟啟動(dòng)就是利用可控硅元件的通斷作用先把工頻交流電源通過(guò)整流器轉(zhuǎn)換成直流電源, 然后再把直流電源遞變轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源, 供給電機(jī)。變頻啟動(dòng) 通過(guò)改變電網(wǎng)的頻率,來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩,來(lái)達(dá)到平穩(wěn)啟動(dòng)的目的。
變頻啟動(dòng)是現(xiàn)代電機(jī)控制領(lǐng)域技術(shù)含量最高,控制功能最全、控制效果最好的電機(jī)啟動(dòng)和控制方式。變頻啟動(dòng)設(shè)備因?yàn)樯婕暗诫娏﹄娮蛹夹g(shù)、微機(jī)技術(shù),對(duì)維護(hù)技術(shù)人員的要求也高,所以成本也較高。因此,主要用在大功率設(shè)備,以及需要調(diào)速并且對(duì)速度控制要求高的領(lǐng)域。
相比其他啟動(dòng)方式,變頻啟動(dòng)不僅具備電壓無(wú)極可調(diào)、頻率無(wú)極可調(diào)、電機(jī)轉(zhuǎn)速無(wú)極可調(diào)等優(yōu)勢(shì),還可以實(shí)現(xiàn)變頻停車等更能。
通常情況下,采用變頻啟動(dòng)設(shè)備的電機(jī),對(duì)應(yīng)配置的發(fā)電機(jī)組的功率與負(fù)載設(shè)備的額定功率相同即可。有些變頻啟動(dòng)器會(huì)將啟動(dòng)電流控制在額定電流的1.2-1.5倍左右,此時(shí)配置發(fā)電機(jī)組的功率應(yīng)適當(dāng)增加。
3、降壓?jiǎn)?dòng)
所有的降壓?jiǎn)?dòng)方式,都可以通過(guò)控制電機(jī)電壓降,有效控制電機(jī)的啟動(dòng)電流。通常情況下,降壓?jiǎn)?dòng)設(shè)備能夠?qū)㈦姍C(jī)啟動(dòng)電流控制為額定電流的1.5-3倍左右,具體控制系數(shù)要依設(shè)備自身數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。采用降壓?jiǎn)?dòng)設(shè)備后,配置對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)組時(shí),發(fā)電機(jī)組的功率設(shè)定為電機(jī)額定功率的2-2.5倍即可。
值得一提的是,直接啟動(dòng)被稱為硬啟動(dòng),其他利用輔助啟動(dòng)設(shè)備的啟動(dòng)方式都稱為軟啟動(dòng)。但是,有些用戶習(xí)慣上只將磁控式降壓?jiǎn)?dòng)成為軟啟動(dòng)。
3.1 變電阻降壓?jiǎn)?dòng)
變電阻降壓?jiǎn)?dòng)包括熱變電阻啟動(dòng)和液阻啟動(dòng),主要通過(guò)在回路中串入可變的液態(tài)電阻來(lái)分擔(dān)部分壓降。隨著啟動(dòng)時(shí)間的推移, 可變電阻上的壓降減少, 最終使高壓電機(jī)順利啟動(dòng)。變電阻啟動(dòng)方式在啟動(dòng)過(guò)程中的啟動(dòng)特性較好, 但不適宜頻繁啟動(dòng)。
3.2 電抗降壓?jiǎn)?dòng)
電抗降壓?jiǎn)?dòng)就是在電機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候串入電抗器, 以限制和降低電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流及電網(wǎng)壓降, 當(dāng)電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定且電流達(dá)到一定值時(shí), 切除電抗器變?yōu)殡姍C(jī)直接啟動(dòng)模式。
3.3 Y/Δ啟動(dòng)——星三角啟動(dòng)
對(duì)于正常運(yùn)行的定子繞組為三角形接法的電機(jī)來(lái)說(shuō),如果在啟動(dòng)時(shí)將定子繞組接成星形,待啟動(dòng)完畢后再接成三角形,就可以降低啟動(dòng)電流,減輕它對(duì)電網(wǎng)的沖擊。這樣的啟動(dòng)方式稱為星三角減壓?jiǎn)?dòng),簡(jiǎn)稱為星三角啟動(dòng)。
采用星三角啟動(dòng)時(shí),啟動(dòng)電流為額定電流的2—2.5倍,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也降為原來(lái)按三角形接法直接啟動(dòng)時(shí)的1/3。因此,星三角啟動(dòng)適用于無(wú)載或者輕載啟動(dòng)的場(chǎng)合。
星三角啟動(dòng)同任何其他減壓?jiǎn)?dòng)器相比,最大的優(yōu)點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單,價(jià)格也最便宜。除此之外,即當(dāng)負(fù)載較輕時(shí),可以讓電機(jī)在星形接法下運(yùn)行。此時(shí),額定轉(zhuǎn)矩與負(fù)載可以匹配,電機(jī)的效率提高,因而提高了電能使用效率。
3.4 延邊三角啟動(dòng)
延邊下角形啟動(dòng)方式是一種兼有星形聯(lián)結(jié)啟動(dòng)電流小和確形聯(lián)結(jié)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大的優(yōu)點(diǎn)的啟動(dòng)方式。延邊三角形啟動(dòng)器既保持了星一三角啟動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的特點(diǎn),又具有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大無(wú)需自耦變壓器的優(yōu)點(diǎn)。
延邊三角形啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)制成后,三相定子繞組比普通電機(jī)多了多個(gè)中間抽頭,因此使繞組結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,電動(dòng)機(jī)必須專門生產(chǎn),且抽頭不能隨意變動(dòng),從而限制了延邊三角形啟動(dòng)方法的應(yīng)用。
3.5 自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)
利用自耦變壓器的多抽頭減壓,既能適應(yīng)不同負(fù)載啟動(dòng)的需要,又能得到更大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩,是一種經(jīng)常被用來(lái)啟動(dòng)較大容量電動(dòng)機(jī)的減壓?jiǎn)?dòng)方式。它的最大優(yōu)點(diǎn)是與直接啟動(dòng)相比較,啟動(dòng)電壓降低得很多(為額定電壓的1/4—1/7)??梢园丛试S的啟動(dòng)電流和所需的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩,來(lái)選擇自耦變壓器副邊的不同抽頭實(shí)現(xiàn)降壓?jiǎn)?dòng),而且不論電動(dòng)機(jī)定子繞組采用星形接法或三角形接法都可以使用。自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大,當(dāng)其繞組抽頭在80%處時(shí),啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩可達(dá)直接啟動(dòng)時(shí)的64%。
缺點(diǎn)是設(shè)備的體積較大,因而成本較貴,且自耦變壓器不允許頻繁啟動(dòng),因而限制了它的廣泛使用。
3.6 磁控式降壓?jiǎn)?dòng)
磁控式降壓?jiǎn)?dòng)是利用磁放大器原理制造的串聯(lián)在電源和電機(jī)之間的三相飽和電抗器,啟動(dòng)時(shí)通過(guò)數(shù)字控制板調(diào)節(jié)磁放大器控制繞組的激磁電流,改變飽和電抗器的電抗值調(diào)節(jié)啟動(dòng)電壓降,從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)啟動(dòng)。
磁控式降壓?jiǎn)?dòng)不僅實(shí)現(xiàn)在整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程中無(wú)沖擊電流,而且可根據(jù)電機(jī)負(fù)載的特性來(lái)調(diào)節(jié)啟動(dòng)過(guò)程中的參數(shù),如限流值、啟動(dòng)時(shí)間等。這就從根本上解決了傳統(tǒng)的降壓?jiǎn)?dòng)設(shè)備的諸多弊端。
實(shí)際上,磁控式降壓?jiǎn)?dòng)器相當(dāng)于一個(gè)調(diào)壓器,用于電機(jī)啟動(dòng)時(shí),輸出只改變電壓并沒(méi)有改變頻率。它安裝調(diào)節(jié)方便,所有控制連接及參數(shù)調(diào)節(jié)均在正面上完成。該軟啟動(dòng)器在安裝后用戶仍可方便就地改造。
磁控式降壓?jiǎn)?dòng)效果好,但成本較高。因使用了可控硅元件,可控硅工作時(shí)諧波干擾較大,對(duì)電網(wǎng)有一定的影響。另外電網(wǎng)的波動(dòng)也會(huì)影響可控硅元件的導(dǎo)通,特別是同一電網(wǎng)中有多臺(tái)可控硅設(shè)備時(shí)。因此可控硅元件的故障率較高,因?yàn)樯婕暗诫娏﹄娮蛹夹g(shù),因此對(duì)維護(hù)技術(shù)人員的要求也較高。