泵站对电动机软启动装置的应用

孔建宁/宁夏中宁县红寺堡扬水管理处工程公司

泵站对电动机软启动装置的应用

孔建宁/宁夏中宁县红寺堡扬水管理处工程公司

我国经济的快速的发展，科学技术在不断的更新，高科技的技术设备给各行各业的发展带来了不同的便利。在这些先进的技术设备中软启动技术在高压电、电机控制、供水系统中也得到了相应的运用，特别是在水利泵站中的应用，充分体现了软启动技术的优点。本文就对电动机软启动装置在泵站中的运用进行分析，实现工作效率的提升和经济成本的节约。

泵站；电动机；软启动装置

软启动技术的最大优势就是可以根据不同的要求选择相应的启动和停止的方法来调整转矩和时间，在启动的过程中几乎没有电流的冲击，在停机过程中比较灵活，非常适合水泵机组的工作。目前在生产生活中使用比较广泛的是交流鼠笼异步的电动机，在市场还占据一定的比例，但是该种异步电动机还存在着明显的缺陷，在启动的过程中电机的电容量较大，较易产生强大的电流冲击，对供应电网以及其他设施造成一定的影响，对生产造成一定的危害，容易引起安全事故，因此需要采用新的电动机，使用软启动装置。

1.软启动装置的工作原理

软启动是一种具有电机软启动、软停车、多种保护功能的新型电机控制装置。电机软启动器一般以大功率双向晶闸管构成三相交流调压电路，对装置中的微处理器以及信号采集和保护等环节进行相应的控制，主要通过对晶闸管的触发角进行控制，实现对电路中的电压进行调节，电动机的无触点进行降压实现电动机的软启动。软停车以及空载，在电动机轻载中实现节能和保护的功能【1】完成启动以后，旁路启动器被一般启动器所吸合，对所有的晶闸管实施短路，电机在以上一系列的运作中直接进入电网运行，减少不必要的电能消耗。

软启动技术本质上是晶闸管调压调速在电机启动上的应用，图1显示的是软启动电路原理图，

图1 软启动装置的电路原理图

在图中中我们可以看到电动机的主回路中有三组反并联的晶闸管实现了串联，软启动的主回路就是由以上的电路组成。在电动机的启动过程中对电路中的晶闸管的导通角进行控制，进而是电动机的启动电压和电流根据具体的工作要求进行相应的变化，电动机的启动时间、启动方式都可以进行任意的调整和选择。电机在继电保护的过程中处于最好的启动状态，同时可以减少启动功率的消耗。例如横流软启动装置在启动的过程中，通过对电动机的外部电压进行控制使得电动机的电流一平稳的形式逐渐变化升到相应的数值，随后保护这一数值不变直到启动结束以后。这种软启动的中的启动时间、启动电流变化率均可以在启动的过程中得到相应的控制。有效的减少了启动电流电压在启动过程中发生的突然变化对电压电网造成的冲击和功率损耗。随后在电机的停止过程中同样通过改变导通角是电动机地电压、电流逐渐减小，直到设备完全停止。【2】

2.电机软启动装置在水泵上的应用

以下是对电机软启动装置在某油田中的具体应用；该油田在首次水源的转水系统中先后使用了XX公司的智能软启动一台，并在一台的基础上实现了一带三的电机软启动，在转水泵房站中使用了另外一台软启动电机，在水井的配电中大量使用了软启动装置和节电运行。选择了泵控的方式为电动机的平缓启动和加速提供了可能，保证电动机在减小转矩波动的状态下减轻对电动机的损害，该装置在使用中运行良好，使用效果 令人满意。

2.1运行功能

泵控的运行主要是根据泵工作的特点进行选择的电动机运行方式，该功能的主要应用是通过对电动机的加速或是减速进行缓和来实现的，在启动过程中泵在停机时间中的水锤实现减少。微处理器在运行中及时的对电动的转速等情况进行详细的分析，实现分析后对电动机发出控制指令意图降低系统中出现的喘振的现象。软启动器的启动成本要比变频器低，软启动在停车时以及运行启动结束以后会合上旁路接触器，不经过其他系统电机直接接受电网中的电压，电机在运行中不、不存在谐波的问题，晶闸管在启动结束后全部实现导通，等同于电子开关合闸，导通的电阻非常小，此时软启动装置的电压保持在一到两伏之间，接触器之间是同相同序的，不存在合闸的问题，突然断电无法运行的情况不会在软启动装置中出现。与此同时，电机在重负荷的情况下，需要强行进行启动，设定电压不足够大时，需要使用旁路接触器进行合闸，保证电机得到安全的电压，电机实现顺利的启动。

2.2软启动运行的主要方式

软启动在运行中主要有以下四种方式，第一种运行模式教跨越式运行模式，这时晶闸管是处于全导通状态的，工作电压也在安全状态下，此时将电压的谐波忽略不计，该种模式主要运用于短时工作的电动机。第二种运行的方式是接触器旁工作模式，电动机在到达满速的运行时，旁路接触器将软启动器取代，目的是降低晶闸管热量对自身产生的损耗，整体提升系统的效率，该种模式比较适用于一台软启动装置对多台电动进行启动的情况。第三种运行的模式是节能运行模式，在节能运行模式中电动机的使用往往比较少，负荷比较轻，软启动对定子上施加的电压变小，减少了电机电流的励磁分量，这种运行的方式可以很好的提高电动机的功率因数。第四种是调压调速运行模式，软启动主要是通过晶闸管来实现对电压的调控，电动机转子的内阻比较小，它的调速范围也比较小，这就要求电动机转子中要串入适当的电阻。

3.软启动器的运用效果

软启动器实现对泵类负载的不同程度进行分析和选择，最大程度的减少机械冲击现象的发生。软启动器利用相间平衡的功能和SMC控制器可以了连续监测三相线电压，对输出电压进行调节保证电流的稳定性；注水泵在很多情况下都是空载运行的因此软启动可以利用相应的监测功能对电机的负载进行检测，通过晶闸管对电压 进行控制，进而减少电功率的消耗，在电动机端子电压的降低中实现节省；同时软启动装置中的过载保护功能可以省去热继电器的设置，使得内部的线路更加简单；很多软启动装置还可以进行多种通讯协议，实现计算机对其数据进行采集和控制。

除了以上软启动运用中收到的良好效果外，软启动器还具有功能强大、可进行编程、故障信息的储存的使用特点，使用软启动器后电动机的回路中接线较为简化，减少了故障的发生。实现对电动机的智能保护，适合多种电动机负载的启动。

4.小结

目前工业生产中主要使用的是三相交流异步电动机，其中的三相电流在启动过程中的加速转矩和冲击电流非常容易对工作机械和供电系统造成损伤，为了避免这种损耗就需要对电动机启动时的转矩进行一定的限制，为了避免高启动转矩和启动电流的峰值，我们可以降低电动机和推广软启动器降压启动技术。本文对电动机传统降压启动的简单介绍以及软启动器启动的特点进行详细的分析得知软启动的使用是最佳的选择。随着软启动技术的逐渐成熟，该装置逐渐会成为电动机降压启动的应用趋势。

[1]董文赞.探讨一种软启动器在中小型泵站改造中的应用[J].吉林水利,2014,06∶27-29+9.

[2]杨莉娜.低压异步电动机启动方式在中小型泵站中的运用及比较[J].湖南水利水电,2014,04∶89-91+97.

[3]谢东平.电动机软启动技术在横东电排站的应用[J].广东水利水电,2012,10∶27-28+31.