耐腐蝕化工泵主要的驅動設備應該就是電(diàn)機了,電(diàn)機在啓動的時候有很(hěn)多(duō)種方式,包括直接啓動、自耦減壓啓動、Y-Δ 降壓啓動、軟啓動器啓動、變頻器啓動等等方式。那麽他(tā)們之間有什麽不同呢(ne)?
一、泵用(yòng)電(diàn)機啓動要求
有足夠的啓動轉矩,保證泵能(néng)正常啓動。在滿足啓動轉矩的要求下,啓動電(diàn)流越小(xiǎo)越好。
要求啓動平穩,減小(xiǎo)對泵機械結構的沖擊。
啓動電(diàn)流對電(diàn)網沖擊越小(xiǎo)越好。
啓動設備安(ān)全可(kě)靠,操作(zuò)方便。
啓動過程中損耗越小(xiǎo)越好。
1、直接啓動(全壓啓動)
直接啓動就是将電(diàn)機的定子繞組通過開關或接觸器直接接入電(diàn)源,在電(diàn)機額定電(diàn)壓下啓動。在電(diàn)網容量和負載兩方面都允許全壓直接啓動的情況下,可(kě)以考慮采用(yòng)全壓直接啓動。
優點是操縱控制方便,維護簡單,而且比較經濟。主要用(yòng)于小(xiǎo)功率電(diàn)機的啓動,從節約電(diàn)能(néng)的角度考慮,大于11kw 的電(diàn)機不宜用(yòng)此方法。
直接啓動電(diàn)流很(hěn)大,因此一般用(yòng)于功率小(xiǎo)于15KW的電(diàn)機或者在供電(diàn)、動力部門允許的情況下放寬電(diàn)機功率範圍。是否能(néng)直接啓動主要取決于電(diàn)機功率與變壓器容量之比。在有獨立變壓器,電(diàn)機欲頻繁啓動,電(diàn)動機的功率一般要小(xiǎo)于變壓器容量的20%。如果不用(yòng)頻繁啓動,該值可(kě)為(wèi)30%。如果直接接入電(diàn)力公司電(diàn)網,沒有獨立變壓器,按如下公式進行估算:
2、軟啓動
軟啓動在控制電(diàn)路中采用(yòng)軟啓動器。軟啓動器英文(wén)名稱為(wèi)soft starter,主要構成是串接與電(diàn)源與電(diàn)機之間的三相反并聯閘管及其電(diàn)子控制電(diàn)路。采用(yòng)軟啓動時,晶閘管的輸出電(diàn)壓逐漸增加,電(diàn)機逐漸加速,當晶閘管完全導通,電(diàn)機及進入額定工作(zuò)狀态。軟啓動具有啓動平穩、啓動電(diàn)流低的特點。
這是利用(yòng)了可(kě)控矽的移相調壓原理(lǐ)來實現電(diàn)機的調壓啓動,主要用(yòng)于電(diàn)機的啓動控制,啓動效果好但成本較高。因使用(yòng)了可(kě)控矽元件,可(kě)控矽工作(zuò)時諧波幹擾較大,對電(diàn)網有一定的影響。另外電(diàn)網的波動也會影響可(kě)控矽元件的導通,特别是同一電(diàn)網中有多(duō)台可(kě)控矽設備時。因此可(kě)控矽元件的故障率較高,因為(wèi)涉及到電(diàn)力電(diàn)子技(jì )術,因此對維護技(jì )術人員的要求也較高。
3、變頻啓動
變頻器是現代電(diàn)機控制領域技(jì )術含量高,控制功能(néng)全、控制效果好的電(diàn)機控制裝(zhuāng)置,它通過改變電(diàn)網的頻率來調節電(diàn)機的轉速和轉矩。因為(wèi)涉及到電(diàn)力電(diàn)子技(jì )術,微機技(jì )術,因此成本高,對維護技(jì )術人員的要求也高,因此主要用(yòng)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(yòng)于需要調速的場合,變頻器輸出不僅改變電(diàn)壓而且同時改變頻率。變頻器通過改變頻率啓動電(diàn)機,可(kě)以帶負載啓動,不會有沖擊電(diàn)流。采用(yòng)變頻調速,可(kě)實現可(kě)觀的節能(néng)。缺點是造價高。在空調水泵變頻應用(yòng)、變頻給水中,變頻啓動非常常見。
4、液态變阻啓動
在電(diàn)動機定子回路串入一特制液體(tǐ)電(diàn)阻,該電(diàn)阻在電(diàn)機起動初始時刻自動投入,阻值在預定起動時間内均勻無級減小(xiǎo),并在阻值幾近為(wèi)0時刻切除,從而使主機電(diàn)流及電(diàn)機轉速無級勻滑變化,實現電(diàn)機均勻上升、平穩起動。在高壓電(diàn)機中應用(yòng)比較多(duō)。
5、自耦減壓啓動
自耦減壓啓動是籠型感應電(diàn)動機(又稱異步電(diàn)動機)的啓動方法之一。它具有線(xiàn)路結構緊湊、不受電(diàn)動機繞組接線(xiàn)方式限制的優點,還可(kě)按允許的啓動電(diàn)流和所需要的啓動轉矩選用(yòng)不同的變壓器電(diàn)壓抽頭,故适用(yòng)于容量較大的電(diàn)動機。
工作(zuò)原理(lǐ):啓動電(diàn)動機時,将刀(dāo)柄推向啓動位置,此時三相交流電(diàn)源通過自耦變壓器與電(diàn)動機相連接。待啓動完畢後,把刀(dāo)柄扳至運行位置切除自耦變壓器,使電(diàn)動機直接接到三相電(diàn)源上,電(diàn)動機正常運轉。此時吸合線(xiàn)圈KV得電(diàn)吸合,通過連鎖機構保持刀(dāo)柄在運行位置。停轉時,按下SB按鈕即可(kě)。自耦變壓器次級設有多(duō)個抽頭,可(kě)輸出不同的電(diàn)壓。一般自耦變壓器次級電(diàn)壓是初級的40%、65%、80%等,可(kě)根據啓動轉矩需要選用(yòng)。這種啓動方式是在定子串電(diàn)阻或電(diàn)抗器的降壓啓動方式。這種方式隻适用(yòng)于空載或輕載啓動的場合。
6、星三角啓動(Y-△)
對于正常運行的定子繞組為(wèi)三角形接法的鼠籠式異步電(diàn)機來說,如果在啓動時将定子繞組接成星形,待啓動完畢後再接成三角形,就可(kě)以降低啓動電(diàn)流,減輕它對電(diàn)網的沖擊。這樣的啓動方式稱為(wèi)星三角減壓啓動,或簡稱為(wèi)星三角啓動(Y-Δ 啓動)。
采用(yòng)星三角啓動時,啓動電(diàn)流隻是原來按三角形接法直接啓動時的1/3。如果直接啓動時的啓動電(diàn)流以6~7Ie 計,則在星三角啓動時,啓動電(diàn)流才2~2.3 倍。這就是說采用(yòng)星三角啓動時,啓動轉矩也降為(wèi)原來按三角形接法直接啓動時的1/3。
适用(yòng)于無載或者輕載啓動的場合。并且同任何别的減壓啓動器相比較,其結構簡單,價格也便宜。除此之外,星三角啓動方式還有一個優點,即當負載較輕時,可(kě)以讓電(diàn)機在星形接法下運行。此時,額定轉矩與負載可(kě)以匹配,這樣能(néng)使電(diàn)機的效率有所提高,并因之節約了電(diàn)力消耗。
由于星三角啓動時需要由星形接線(xiàn)轉換為(wèi)三角形接線(xiàn),在轉換時需要斷開電(diàn)源,因此該種啓動方式具有短暫的很(hěn)大的沖擊電(diàn)流。我國(guó)标準規定,4KW及以上額定電(diàn)壓為(wèi)380V的電(diàn)動機,繞組接線(xiàn)方法為(wèi)△,故大于等于4KW的符合GB标準的380V低壓電(diàn)動機均能(néng)夠采用(yòng)星三角啓動。
二、不同啓動方式對比
在電(diàn)網和負載兩方面都允許的情況下,電(diàn)機以直接啓動為(wèi)宜,因為(wèi)操縱控制方便,而且比較經濟。
自耦減壓啓動經常被用(yòng)來啓動較大容量鼠籠式異步電(diàn)機,雖然自耦減壓啓動是一種老式的啓動設備,但利用(yòng)自耦變壓器的多(duō)抽頭減壓,既能(néng)适應多(duō)種負載啓動的需要,又能(néng)得到更大的啓動轉矩,加之還因裝(zhuāng)設有熱繼電(diàn)器和低電(diàn)壓脫扣器而具有完善的過載和失壓保護而被廣泛應用(yòng)。
星三角啓動方式電(diàn)流特性很(hěn)好,而轉矩特性差,故隻适應于無載或輕載啓動的場合,但這種方式結構簡單,價格便宜,在輕載運行中可(kě)以節約電(diàn)力消耗。
以上這些啓動方式都屬于有級減壓啓動,存在明顯缺點,即啓動過程中出現二次沖擊電(diàn)流。
減壓啓動、軟啓動、變頻啓動優缺點對比
減壓啓動,常見的是星-三角啓動,缺點是啓動力矩小(xiǎo),僅适用(yòng)于無載或輕載啓動。優點是,價格便宜。
軟啓動,可(kě)以設置啓動時間和啓動初始力矩對設備實現軟啓動與軟停止,并能(néng)限制啓動電(diàn)流,價格适中。
變頻啓動,能(néng)根據設定時間平滑啓動,并讓設備運行在設定頻率,價格較高。
三、軟啓動與傳統減壓啓動方式的不同之處是:
①無沖擊電(diàn)流。軟啓動器在啓動電(diàn)機時,通過逐漸增大晶閘管導通角,使電(diàn)機啓動電(diàn)流從零線(xiàn)性上升至設定值。對電(diàn)機無沖擊,提高了供電(diàn)可(kě)靠性,平穩啓動,減少對負載機械的沖擊轉矩,延長(cháng)機器使用(yòng)壽命。
②有軟停車(chē)功能(néng),即平滑減速,逐漸停機,它可(kě)以克服瞬間斷電(diàn)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啓動參數可(kě)調,根據負載情況及電(diàn)網繼電(diàn)保護特性選擇,可(kě)自由地無級調整至啓動電(diàn)流。
注意軟啓動器和變頻器是兩種完全不同用(yòng)途的産品。
變頻器是用(yòng)于需要調速的地方,其輸出不但改變電(diàn)壓而且同時改變頻率;軟啓動器實際上是個調壓器,用(yòng)于電(diàn)機啓動時,輸出隻改變電(diàn)壓并沒有改變頻率。
變頻器具備所有軟啓動器功能(néng),但它的價格比軟啓動器貴得多(duō),結構也複雜得多(duō)。
四、軟啓動、變頻器、減壓啓動綜合分(fēn)析
1. 價格問題
自然是變頻器貴,Y-Δ、自耦減壓啓動相對便宜。對于投入較小(xiǎo)的項目,經濟性就會成為(wèi)首選;
2. 變頻器能(néng)完成實現電(diàn)機的軟起軟停,所以在相對負載較大的場合,Y-Δ、自耦減壓啓動或軟啓動都比不上變頻器。
3. 可(kě)控問題
Y-Δ、自耦減壓啓動簡單,但僅僅隻是啓動。但在自動化程度高的場合,估計就會使用(yòng)得較少,甚至軟起也少。而通過變頻器調控電(diàn)機,包括轉速、電(diàn)壓等就遠(yuǎn)不是減壓啓動、軟啓動所能(néng)比拟的。所以變頻器在大型或自動化程度高的生産線(xiàn)就是首選了。
4. 組網通訊
變頻器本身可(kě)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(néng)做一些監控,但要實現電(diàn)機的實時監控,也是減壓啓動、軟啓動所不能(néng)比拟的。
5. 維護方面
由于Y-Δ、自耦減壓啓動本身就比較簡單,自然維護起來也簡單。我其實很(hěn)反對使用(yòng)軟起,如果不選擇變頻器,肯定會直接選擇Y-Δ或自耦減壓啓動。