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電機各種啟动方式的優缺點、性能大PK

電機各種啟动方式的優缺點、性能大PK

發布日期:2019-06-03 作者:河南慧投金融配资集團 點擊:

慧投金融配资主要的驅动設備應該就是電機了,電機在啟动的時候有很多種方式,包括直接啟动、自耦減壓啟动、Y-Δ降壓啟动、軟啟动器啟动、變頻器啟动等等方式。那麼他們之間有什麼不同呢?


  泵用電機啟动要求(離心泵)


  有足夠的啟动轉矩,保證泵能正常啟动。


  在滿足啟动轉矩的要求下,啟动電流越小越好。


  要求啟动平穩,減小對泵機械結構的沖擊。


  啟动電流對電網沖擊越小越好。


  啟动設備安全可靠,操作方便。


  啟动過程中損耗越小越好。


  直接啟动(啟动櫃)


  直接啟动就是将電機的定子繞組通過开關或接觸器直接接入電源,在電機額定電壓下啟动。在電網容量和負載兩方面都允許全壓直接啟动的情況下,可以考慮采用全壓直接啟动。


  優點是操縱控制方便,維護簡單,而且比較经濟。主要用于小功率電機的啟动,從節約電能的角度考慮,大于11kw的電機不宜用此方法。


  直接啟动電流很大,因此一般用于功率小于15KW的電機或者在供電、动力部門允許的情況下放寬電機功率範圍。是否能直接啟动主要取決于電機功率與變壓器容量之比。在有獨立變壓器,電機欲頻繁啟动,電动機的功率一般要小于變壓器容量的20%。如果不用頻繁啟动,該值可为30%。如果直接接入電力公司電網,沒有獨立變壓器,按如下公式進行估算:


  自耦減壓啟动


  自耦減壓啟动是籠型感應電动機(又稱異步電动機)的啟动方法之一。它具有線路結構緊湊、不受電动機繞組接線方式限制的優點,還可按允許的啟动電流和所需要的啟动轉矩選用不同的變壓器電壓抽頭,故适用于容量較大的電动機。


  圖1自耦減壓啟动


  工作原理如圖1所示:啟动電动機時,将刀柄推向啟动位置,此時三相交流電源通過自耦變壓器與電动機相連接。待啟动完畢後,把刀柄扳至運行位置切除自耦變壓器,使電动機直接接到三相電源上,電动機正常運轉。此時吸合線圈KV得電吸合,通過連鎖機構保持刀柄在運行位置。停轉時,按下SB按鈕即可。


  自耦變壓器次級設有多個抽頭,可輸出不同的電壓。一般自耦變壓器次級電壓是初級的40%、65%、80%等,可根據啟动轉矩需要選用。


  这種啟动方式是在定子串電阻或電抗器的降壓啟动方式。这種方式隻适用于空載或輕載啟动的場合。


  星三角啟动(Y-△)


  對于正常運行的定子繞組为三角形接法的鼠籠式異步電機来說,如果在啟动時将定子繞組接成星形,待啟动完畢後再接成三角形,就可以降低啟动電流,減輕它對電網的沖擊。这樣的啟动方式稱为星三角減壓啟动,或簡稱为星三角啟动(Y-Δ啟动)。


  采用星三角啟动時,啟动電流隻是原来按三角形接法直接啟动時的1/3。如果直接啟动時的啟动電流以6~7Ie計,則在星三角啟动時,啟动電流才2~2.3倍。这就是說采用星三角啟动時,啟动轉矩也降为原来按三角形接法直接啟动時的1/3。


  适用于無載或者輕載啟动的場合。并且同任何别的減壓啟动器相比較,其結構最簡單,价格也最便宜。除此之外,星三角啟动方式還有一個優點,即當負載較輕時,可以讓電機在星形接法下運行。此時,額定轉矩與負載可以匹配,这樣能使電機的效率有所提高,并因之節約了電力消耗。


  由于星三角啟动時需要由星形接線轉換为三角形接線,在轉換時需要斷开電源,因此該種啟动方式具有短暫的很大的沖擊電流。我國标準規定,4KW及以上額定電壓为380V的電动機,繞組接線方法为△,故大于等于4KW的符合GB标準的380V低壓電动機均能夠采用星三角啟动。


  軟啟动


  軟啟动在控制電路中采用軟啟动器。軟啟动器英文名稱为soft starter,主要構成是串接與電源與電機之間的三相反并聯閘管及其電子控制電路。采用軟啟动時,晶閘管的輸出電壓逐漸增加,電機逐漸加速,當晶閘管完全導通,電機及進入額定工作狀态。軟啟动具有啟动平穩、啟动電流低的特點。


  这是利用了可控矽的移相調壓原理来實現電機的調壓啟动,主要用于電機的啟动控制,啟动效果好但成本較高。因使用了可控矽元件,可控矽工作時諧波幹擾較大,對電網有一定的影響。另外電網的波动也會影響可控矽元件的導通,特别是同一電網中有多台可控矽設備時。因此可控矽元件的故障率較高,因为涉及到電力電子技術,因此對維護技術人員的要求也較高。


  變頻啟动


  變頻器是現代電機控制領域技術含量最高,控制功能最全、控制效果最好的電機控制裝置,它通過改變電網的頻率来調節電機的轉速和轉矩。因为涉及到電力電子技術,微機技術,因此成本高,對維護技術人員的要求也高,因此主要用在需要調速并且對速度控制要求高的領域。變頻器一般應用于需要調速的場合,變頻器輸出不僅改變電壓而且同時改變頻率。變頻器通過改變頻率啟动電機,可以帶負載啟动,不會有沖擊電流。采用變頻調速,可實現可觀的節能。缺點是造价高。在空調慧投金融配资變頻應用、變頻給水中,變頻啟动非常常見。


  液态變阻啟动


  在電动機定子回路串入一特制液體電阻,該電阻在電機起动初始時刻自动投入,阻值在預定起动時間内均勻無級減小,并在阻值幾近为0時刻切除,從而使主機電流及電機轉速無級勻滑變化,實現電機均勻上升、平穩起动。在高壓電機中應用比較多。


  不同啟动方式對比


  在電網和負載兩方面都允許的情況下,電機以直接啟动为宜,因为操縱控制方便,而且比較经濟。


  自耦減壓啟动经常被用来啟动較大容量鼠籠式異步電機,雖然自耦減壓啟动是一種老式的啟动設備,但利用自耦變壓器的多抽頭減壓,既能适應多種負載啟动的需要,又能得到更大的啟动轉矩,加之還因裝設有熱繼電器和低電壓脫扣器而具有完善的過載和失壓保護而被廣泛應用。


  星三角啟动方式電流特性很好,而轉矩特性差,故隻适應于無載或輕載啟动的場合,但这種方式結構最簡單,价格最便宜,在輕載運行中可以節約電力消耗。


  以上这些啟动方式都屬于有級減壓啟动,存在明顯缺點,即啟动過程中出現二次沖擊電流。


  減壓啟动、軟啟动、變頻啟动優缺點對比


  減壓啟动,常見的是星-三角啟动,缺點是啟动力矩小,僅适用于無載或輕載啟动。優點是,价格便宜。


  軟啟动,可以設置啟动時間和啟动初始力矩對設備實現軟啟动與軟停止,并能限制啟动電流,价格适中。


  變頻啟动,能根據設定時間平滑啟动,并讓設備運行在設定頻率,价格較高。


  軟啟动與傳統減壓啟动方式的不同之處是:


  ①無沖擊電流。軟啟动器在啟动電機時,通過逐漸增大晶閘管導通角,使電機啟动電流從零線性上升至設定值。對電機無沖擊,提高了供電可靠性,平穩啟动,減少對負載機械的沖擊轉矩,延長機器使用壽命。


  ②有軟停車功能,即平滑減速,逐漸停機,它可以克服瞬間斷電停機的弊病,減輕對重載機械的沖擊,避免高程供水系統的水錘效應,減少設備損壞。


  ③啟动參數可調,根據負載情況及電網繼電保護特性選擇,可自由地無級調整至最佳的啟动電流。


  注意軟啟动器和變頻器是兩種完全不同用途的産品。


  變頻器是用于需要調速的地方,其輸出不但改變電壓而且同時改變頻率;軟啟动器實際上是個調壓器,用于電機啟动時,輸出隻改變電壓并沒有改變頻率。


  變頻器具備所有軟啟动器功能,但它的价格比軟啟动器貴得多,結構也複雜得多。


  軟啟动、變頻器、減壓啟动綜合分析


  1.价格問題


  自然是變頻器最貴,Y-Δ、自耦減壓啟动相對便宜。對于投入較小的項目,经濟性就會成为首選;


  2.可控問題


  Y-Δ、自耦減壓啟动簡單,但僅僅隻是啟动。但在自动化程度高的場合,估計就會使用得較少,甚至軟起也少。而通過變頻器調控電機,包括轉速、電壓等就遠不是減壓啟动、軟啟动所能比拟的。所以變頻器在大型或自动化程度高的生産線就是首選了。


  3.組網通訊


  變頻器本身可以通過自身集成的或擴展的通訊口實現網絡監控。軟起還能做一些監控,但要實現電機的實時監控,也是減壓啟动、軟啟动所不能比拟的。


  4.維護方面


  由于Y-Δ、自耦減壓啟动本身就比較簡單,自然維護起来也最簡單。我其實很反對使用軟起,如果不選擇變頻器,肯定會直接選擇Y-Δ或自耦減壓啟动。


  5.變頻器能完成實現電機的軟起軟停,所以在相對負載較大的場合,Y-Δ、自耦減壓啟动或軟啟动都比不上變頻器。


相關标簽:慧投金融配资,離心泵

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