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1、軟起動技術(shù)在排灌站水泵控制中的應(yīng)用摘 要：介紹了三相鼠籠型異步電動機(jī)的起動方式及其不足，重點(diǎn)敘述了軟起動技術(shù)的工作原理、優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：鼠籠型異步電動機(jī)；起動技術(shù)；軟起動技術(shù)；水泵1 電動機(jī)起動的現(xiàn)狀 三相鼠籠型異步電動機(jī)因其具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維修方便、慣性小、價格便宜等諸多優(yōu)點(diǎn)，在農(nóng)田排灌中作為電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的主要動力設(shè)備而被廣泛采用。但由于其起動電流大，對電網(wǎng)的影響和對工作機(jī)械（如水泵、拍門等）的沖擊力都很大，因而在起動過程中必須采取一些技術(shù)措施對起動電流和沖擊力（起動電磁轉(zhuǎn)矩
2、）加以合理而有效的控制，實(shí)現(xiàn)比較穩(wěn)定的起動，從而改善系統(tǒng)設(shè)備工況，有效延長系統(tǒng)壽命，減少故障率的發(fā)生。 異步電動機(jī)的起動問題，一直為業(yè)內(nèi)人士所關(guān)注。異步電動機(jī)的起動方式從原理上講只有兩種：直接起動和降壓起動。直接起動，就是將處于靜止?fàn)顟B(tài)的電動機(jī)直接加上額定電壓，使電動機(jī)在額定電壓作用下直接完成起動過程。直接起動轉(zhuǎn)矩大，起動時間短，起動控制方式簡單，設(shè)備投資少，因此在中小型電動機(jī)的起動上得到廣泛的采用。但直接起動方式也受到許多限制，主要表現(xiàn)在下列三個方面： （1）起動電流可大到電動機(jī)額定電流的4～
3、7倍，部分國產(chǎn)電動機(jī)的起動電流實(shí)際測量甚至高達(dá)8～12倍。如果直接起動較大的電動機(jī)，過大的起動電流將造成電網(wǎng)電壓顯著下降，影響同一電網(wǎng)其它電氣設(shè)備和電子設(shè)備的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時將使部分設(shè)備因電壓過低而退出運(yùn)行，甚至使電力線路繼電保護(hù)裝置過流保護(hù)動作而跳閘，使線路供電中斷?！ 。?）直接起動會使被拖動的工作機(jī)械受到機(jī)械性沖擊，對于水泵性負(fù)載來說，過高的起動轉(zhuǎn)矩對葉片、軸承、拍門等造成軟性損傷（機(jī)械變形、疲勞性老化）及硬性損傷（裂紋、斷裂等）是較為常見的，甚至?xí)蛩鲗艿赖臎_擊力（及反作用力）過大而產(chǎn)生
4、嚴(yán)重的水錘效應(yīng)損壞設(shè)備?！ 。?）直接起動要求供電變壓器容量較大，而對農(nóng)田排灌泵站供電的變壓器容量往往達(dá)不到直接起動對電網(wǎng)容量的要求?！ ≡诓辉试S直接起動的情況下，就要采用降壓起動的起動方式，即降低電動機(jī)端電壓進(jìn)行起動。降壓起動一般有星／三角起動，定子電路中串接電阻、電抗器起動，自耦變壓器降壓起動及本文推薦的軟起動等方法?！ ⌒切危切纹饎悠魇墙祲浩饎悠髦薪Y(jié)構(gòu)最簡單、成本最低的一種，然而它的性能受到限制，主要表現(xiàn)在： ?。?）無法控制電流和轉(zhuǎn)矩下降程度，這些值是固定的，為額定值的1／3。 ?。?）
5、當(dāng)起動器從星形接法切換到三角形接法時，通常會出現(xiàn)較大的電流和轉(zhuǎn)矩變動。這將引起機(jī)械和電氣應(yīng)力，導(dǎo)致經(jīng)常性故障的發(fā)生?！ ∽择钭儔浩魇狡饎悠鞅刃切危切纹饎悠魈峁┝烁嗟目刂剖侄?，可以通過變壓器抽頭改變I段起動電壓（典型為65％和80％兩擋起動分接頭）。然而它的電壓是分級升高的，所以其性能受如下限制： ?。?）電壓的階躍性變化（分級轉(zhuǎn)換時產(chǎn)生）引起較大的電流和轉(zhuǎn)矩變動，同星形／三角形起動器性能限制“2”一樣會導(dǎo)致機(jī)械、電氣經(jīng)常性故障的發(fā)生。3 ?。?）有限的輸出電壓種類（起動電壓分接頭數(shù)量有限），限
6、制了理想起動電流的選擇。因?yàn)樽择钭儔浩魇狡饎悠骺刂剖鞘褂幂^額定電壓低的電壓級別進(jìn)行降壓起動，它控制的電機(jī)參數(shù)為電壓而非電流，所以當(dāng)電網(wǎng)電壓波動及負(fù)載變化（如排灌站水位落差變化）時，起動電流曲線將顯著偏離設(shè)計(jì)理想曲線，從而惡化起動性能，設(shè)備在較差的工況下將大大縮短使用壽命，增加維護(hù)成本。 電阻式起動器也能提供比星形／三角形起動器更好的起動控制。然而它同樣有一些性能、使用上的限制，包括： （1）起動特性很難優(yōu)化。原因是制造起動器時電阻值是確定的，在使用中很難改變，雖然可以通過轉(zhuǎn)換分接頭來進(jìn)行分級起動
7、，但當(dāng)級數(shù)較多時，勢必增加控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，而制造成本、故障率也將隨之大幅度提高，所以一般電阻式起動器均在2～5級間。這樣，加在電動機(jī)定子繞組上的電壓、電流等主要電量參數(shù)在分級起動時仍有很大的波動。（2）頻繁起動場合下的起動特性不好。原因是在起動過程中電阻值會隨著電阻的溫度變化，在停止到再起動過程中需經(jīng)長時間冷卻過程?！ 。?）負(fù)載較大或起動時間較長的場合下的運(yùn)行特性變壞，原因是電阻值隨著電阻器溫度的變化而變化?！ 。?）在負(fù)載大小經(jīng)常變化的應(yīng)用場合（如排灌站水位落差變化較大），電阻式起動器不能提供
8、理想的起動效果?！ 【C上所述，傳統(tǒng)的降壓起動設(shè)備均有諸多性能限制和使用限制，越來越難以適應(yīng)不斷發(fā)展的電動機(jī)復(fù)雜使用場合的起動需要。2 軟起動技術(shù)的工作原理 軟起動技術(shù)是在晶閘管斬波技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，利用晶閘管斬波技術(shù)進(jìn)行工頻電壓調(diào)節(jié) 在50Hz正弦波每個半周內(nèi)固定時間（過零延時t1）給晶閘管VT1門極以一個觸發(fā)脈沖，則根據(jù)晶閘管特性，在觸發(fā)脈沖結(jié)束后，晶閘管將在半周內(nèi)剩余時間維持導(dǎo)通（見圖1（b）中陰影部分），直至電壓再次過零，這樣只要調(diào)節(jié)VT1觸發(fā)脈沖出現(xiàn)
