电子式软起动器在大淑村矿选煤科的应用

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【摘 要】将185KW的渣浆泵由全压起动改造为电子式软起动器起动，减小了电网电压波动，消除了“水锤”现象，延长了电机及电动闸门的使用寿命。

【关键词】全压起动；电子式软起动器；“水锤”

1、引言

现代社会提倡低碳、节能，原有的电机全压起动方式，已经不能满足社会发展的需要，更加节能环保的电机起动方式越来越多的应用到现代企业的生产中。大淑村矿选煤科将一台电机功率为185KW的渣浆泵，由原来的全压起动改造为电子式软起动器起动，设备运行五年来，从未发生过故障，具有很高的稳定性及可靠性。

2、两种起动方式简介

2.1 全压起动

若采用全压起动，起动瞬间，旋转磁场与转子之间的相对运动速度很大，转子电路的感应电动势及电流都很大，所以起动电流远大于额定电流，约为额定电流的4-7倍，经过实测，本台设备的全压起动电流约为1610A，如此大的起动电流，势必会引起输电线路上电压降的增加，造成供电电压的明显下降，这不仅影响了同一供电系统中其他负载的工作，而且会延长电动机本身的起动时间。

为了降低起动电流，降低电机运行时的功率损耗，同时也为了降低起动机械应力，减少对机械部件的冲击力，防止因“水锤”效应损坏设备，使用软起动器，改进电机的起动方式十分必要。

2.2 软起动器起动

（1）软起动器的工作原理。软起动器是一个晶闸管调压设备，它将微型计算机控制技术、数字信号处理技术、晶闸管控制技术、数字通信技术综合应用于电动机起动和停止的控制当中，通过改变晶闸管的触发延迟角，可调节晶闸管调压电路的输出电压，它采用电流限幅和电压斜率上升的工作原理，限制和减少了起动电流，不仅可以保障电机的安全可靠运行，而且还可以实现远程监控与操作。

软起动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，如图1所示，将其接入电源和电动机定子之间，使用软起动器起动电机时，通过相位角控制使晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直至晶闸管全部导通，如图2所示，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑起动，降低起动电流。同时，软起动器还可使用软停车功能，可使负载平稳减速，消除渣浆泵的水锤效应。

（2）软起动器的起动方式。软起动器的起动方式有多种，一般为电压斜坡起动方式、限电流起动方式、带脉冲突调的电压斜坡起动、预置慢速起动、线性加速起动等，但最常用的是电压斜坡起动及限电流起动两种方式。

①电压斜坡起动。这是经常用的起动方式，是一种通过减少起动转矩的冲击，实现对电机平滑、连续无加速的起动方式，它可以减少对齿轮、连轴器、传送带的损坏，如图3所示。

大淑村矿选煤科这台185KW的渣浆泵就是采用电压斜坡起动方式，可以设定初始起动电压和起动时间，其初始起动电压设定为全压的65%，即U0＝380×65%＝247V，此时的起动电流约为1340A，T0-T1为起动时间，设置为16秒，如前图3所示，当在T0时刻软起动器收到起动信号后，晶闸管开始触发工作，电压将从设定的初始起动电压开始，依照设定的起动时间，沿着不同的斜率上升，直到T1时刻全压输出。接着输出旁路信号，关断晶闸管，同时，旁路接触器吸合，起动过程结束进入运行状态。在起动过程中，如果起动信号断开，则软起动器也会中断起动过程，进入停车过程。

②限电流起动。限电流起动主要应用在加速时需要限制冲击电流的场合，起动过程中，当起动电流达到限定值时，控制电压的增加速度，使电流不会超出设定的电流输出值，如图4所示。

采用电流限幅起动方式，可以通过设定限流倍数Im。如图4所示，当在T0时刻起动器收到起动信号后，晶闸管开始触发工作，输出给电机的电压逐步提高，电流随之增加。软起动器会自动调整输出电压，以保证主回路电流值小于设定的限流倍数Im，直到T1时刻全压输出。接着输出旁路信号，关断晶闸管，起动过程结束进入运行状态。当主回路电流超过过流限值并持续0.1s时，软起动器会中断起动过程，进入自由停车过程，起动器显示并输出过流故障信号。

（3）软起动器的停车。软起动器的停车一般分为自由停车和软停车。当停车模式为自由停车时，软启接到停车命令，旁路接触器立即断开，同时，软起动器的晶闸管停止电压输出，电机依负载惯性逐渐停车；当停车模式为软停车时，软启接到停车命令，软启触发晶闸管工作，接着旁路接触器断开，在设定的软停车时间内，输出电压逐渐降低，直至完全关断晶闸管，输出电压为零，如图3中的T2-T3时刻，就是软停车，由于惯性，电机不会马上停止，但此时的转速已大大降低，因此软停车能够有效消除渣浆泵的“水锤”现象。大淑村矿选煤科的渣浆泵就是使用的软停车模式，在原来的直接停车过程中，出料管的电动闸门由于“水锤”现象，撞击声非常大，电动闸门极易损坏，使用软起动器进行软停车后，撞击声明显减小，延长了电动闸门的使用寿命。

3、两种起动方式的比较

从两种起动方式的优缺点来比较，如表1：

表1：

起动方式 优点 缺点

全压起动 控制线路简单，易维护，成本低 起动电流大，影响供电电压且停车时，水泵易出现水锤现象。

软起动 起动时无冲击电流，且软停车能够消除水锤现象。 软起动器的可控硅工作时，易产生谐波

另外，对大淑村矿选煤科的渣浆泵进行了两种起动方式的电压、电流比较，如表2：

表2：

起动方式 起动电压 起动电流

全压起动 380V 1610A

软起动 247V 1340A

由以上两种比较可以看出，使用电子式软起动器起动，不仅可以减小冲击电流，确保电机平稳起动，还可以消除停车时的“水锤”现象，即预防了电网电压的波动，又延长了电机和电动闸门的使用寿命，改造效果良好。

参考文献

［1］庞传贵,李陆峰.民用与工业建筑各类水泵自动控制图集.北京:水利电力出版社.

［2］李进,秦延贵.软启动技术在电机控制中的应用.煤矿现代化

［3］唐振鹏.6KV渣浆泵启动方式的改进提高.