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本文介紹了高壓大功率變頻器作為大型電機(jī)的軟啟動(dòng)裝置的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多臺(tái)電機(jī)分別啟動(dòng)。
一、引言
近年來(lái)，高壓變頻調(diào)速技術(shù)在各行各業(yè)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能、提高電機(jī)系統(tǒng)壽命、提高產(chǎn)品質(zhì)量的高壓變頻器在世界上較低壓變頻器起要晚。但是高壓變頻器用作大型電機(jī)的啟動(dòng)裝置更少。
電機(jī)的軟啟動(dòng)問(wèn)題一直是電機(jī)行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，特別是高壓大容量電機(jī)，隨著其用量的急劇增加，軟啟動(dòng)問(wèn)題日益突出。
大家都知道普通鼠籠式電動(dòng)機(jī)在空載全壓時(shí)，起動(dòng)電流可達(dá)額定電流的5~7倍。電機(jī)容量較大時(shí)，起動(dòng)電流使電網(wǎng)電壓急劇下降，電壓頻率發(fā)生變化，從而影響同網(wǎng)其他設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至導(dǎo)致電網(wǎng)失穩(wěn)，引發(fā)更大事故。
電機(jī)在全電壓?jiǎn)?dòng)時(shí)的大電流對(duì)定子線圈和轉(zhuǎn)子籠有很大的影響，會(huì)破壞籠子的絕緣，引起鼠籠斷裂，造成電機(jī)的故障。
電機(jī)全壓起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩約為額定轉(zhuǎn)矩的7-8倍，對(duì)齒輪傳動(dòng)設(shè)備而言，較大的沖擊力會(huì)加速齒輪磨損，甚至使其破裂；對(duì)皮帶傳動(dòng)設(shè)備而言，加大皮帶磨損，甚至斷裂。
對(duì)于水泵類負(fù)載而言，當(dāng)電機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，水流會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到全速，當(dāng)遇到管路轉(zhuǎn)彎時(shí)，高速的水流會(huì)沖擊管壁，產(chǎn)生較大的沖擊力，形成水錘效應(yīng)，破壞管道。泵前管路較長(zhǎng)時(shí)，泵馬達(dá)突然停止時(shí)，高速水流沖擊泵葉輪，產(chǎn)生較大沖擊力，葉輪變形或損壞。
上述各點(diǎn)都會(huì)增加設(shè)備停工，影響正常生產(chǎn)，增加維修成本。
3-10KV電機(jī)容量比較大，一般在200KW以上。近幾年，許多行業(yè)的生產(chǎn)能力不斷提高，其生產(chǎn)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電機(jī)也越來(lái)越大，如鋼鐵、化工等行業(yè)，使用10000KW以上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)越來(lái)越多，上述問(wèn)題也日益突出，引起了人們的高度重視。
二、各種啟動(dòng)/裝置方式對(duì)比
三、一拖二同步無(wú)擾一次原理圖
3.1 系統(tǒng)主要由三部分組成：
第一部分是電機(jī)1和電機(jī)2；
第二部分是無(wú)擾切換部分：KM4、L1；
第三部分是變頻及其旁路部分：KM1、KM2、KM3、KM5、KM6、KM7。
根據(jù)聯(lián)鎖要求設(shè)計(jì)的變頻調(diào)速系統(tǒng)，完全可以保證：KM5與KM6,KM7與KM3,KM2與KM3,KM3與KM5之間的電氣互鎖；
3.2 M1無(wú)擾切換過(guò)程
變頻運(yùn)行：QF1、KM1、KM2、KM6吸合，KM3、KM6、KM5、KM7斷開(kāi)，電機(jī)M1變頻運(yùn)行。
無(wú)擾切換過(guò)程：M1變頻運(yùn)行至50HZ時(shí)，合KM4，延時(shí)斷開(kāi)KM2，同時(shí)合KM5，延時(shí)斷開(kāi)KM4、KM6，電機(jī)工頻運(yùn)行。M2切換過(guò)程類似。
3.3 同步無(wú)擾切換注意事項(xiàng)及優(yōu)點(diǎn)：
注意事項(xiàng)：
無(wú)擾動(dòng)切換前，變頻控制器檢測(cè)電網(wǎng)電壓的幅值、頻率和相位后，控制高壓變頻器輸出同頻率、同相位、可控幅值的電壓，即可進(jìn)行軟切換。在將高壓變頻轉(zhuǎn)換為工頻的過(guò)程中，電源的相位和頻率被鎖定在帶有鎖相環(huán)的電源的相位和頻率中，高壓變頻器被控制使電機(jī)處于稍高于額定電壓和頻率的電壓和頻率的狀態(tài)，提供了更充分的時(shí)間進(jìn)行切換，從而實(shí)現(xiàn)了電源與高壓變頻電源和電源之間的軟切換。
無(wú)擾切換優(yōu)點(diǎn)：
1) 有效的降低了直接切換對(duì)電網(wǎng)的沖擊過(guò)大引起上面配電開(kāi)關(guān)跳閘；
2) 減少了因?yàn)橹苯忧袚Q過(guò)大的沖擊對(duì)電機(jī)絕緣及散熱的影響；
3) 避免了因?yàn)橹苯忧袚Q引起負(fù)載負(fù)荷突然加載給管網(wǎng)還有生產(chǎn)造成影響；
4)實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)電機(jī)的順序軟起，保護(hù)了電機(jī)。
四、結(jié)束語(yǔ)
變頻軟件改造的成功實(shí)施運(yùn)行，體現(xiàn)出了變頻技術(shù)的廣泛應(yīng)用前景，更體現(xiàn)了我國(guó)在高壓變頻綜合改造上的技術(shù)解決能力，也驗(yàn)證了國(guó)產(chǎn)高壓重載變頻器性能的成熟可靠性。在大型水泵、高爐風(fēng)機(jī)等負(fù)載的啟動(dòng)方面都有潛力。
