浅析工业电机电力设备软起动器的应用

发表时间:2018/6/21   来源:《防护工程》2018年第4期   作者:周谧
[导读] 电能作为现代工业生产中的主要能源,电动机可以将电能转换成拖动生产机械,使用电动机更加的简便和快捷

周谧
哈尔滨电机厂有限责任公司
          摘要:电能作为现代工业生产中的主要能源,电动机可以将电能转换成拖动生产机械,使用电动机更加的简便和快捷,可以进行远程的控制,电动机软起动原理的结合使电动机得到了更大的发展空间,也有了更加有效的作用。文章对工业电机电力设备软起动器的应用进行了分析。
关键词:电动机软起动器;可编程控制器


          1 可编程控制器概述
          电力拖动系统使用的是电能能源,通过电能驱动和控制生产机械拖动,系统的组成包括三个部分,分别是电动机、电动机的控制设备和保护设备、电动机和生产机械的传动装置。电力拖动在工作的时候生产机械对电动机的运转有一定的要求,包括启动、改变运功速度还有运动方向的转换,都是运行的必要条件。
电力拖动系统的控制方式包括继电,连续控制部分还有可编程无触点断续控制,继电主要负责接触器式有触点的断续控制,而连续控制能够进行反馈和控制,有着较好的静态和动态特点,可编程无触点断续控制能够具有更多的功能。上个世纪出现的顺序控制器可以便捷的更改程序,这样使控制系统变得更加的灵活,也有着较强的实用性。美国的汽车公司为了使生产技术有所提升,研究计划出电子化控制器用于生产,和传统的继电器控制系统相比,新的控制器能够具有方便编程、修护简易、插件结构性和稳定等特点,这种系统更加的快捷高效,也包括更多的功能。直到某个数字设备公司研究出了第一个这样的设备,能够通过编程进行控制,并且得到了应用,具有较好的效果。之后另外一些国家也开始进行研制,编程控制器的使用逐渐普及,也有着很好的作用。编程控制器能够具有逻辑计算和顺序控制等功能,传统的继电器无法实现这些功能,这种控制器也可以叫做编程逻辑控制器。
          编程逻辑控制器是涉及计算机技术和自动化技术的控制系统,这种系统能够使工业控制系统的开关复杂问题,这使消耗能量大的继电器系统被淘汰,同时有效减少了故障现象的出现。这种编程控制器的发展使其应用范围不断扩大,还能够进行数据的收集和保存,能够对控制系统进行监测。编程逻辑控制器能够编制多种算法程序,还能够控制闭环,在冶金等行业的使用比较普遍,有着较好的效果,并且诶在网络自动化的支持下,编程逻辑控制器还可以进行通信,将监测功能变得更加完善高效,便于进行控制和监控。目前,编程逻辑控制器在冶金、化工和电力和汽车制造等行业中都有所应用,使各个环节更加的快捷方便,具有较好的功能。随着技术的创新发展,电机电脑节电无触点软起动器技术也得到了实现,这种技术能够使电能得到节省,还可以进行良好的软起动,这对耗能较大的企业来说,有着重要的作用和意义。
          2 电动机软起动器的节电分析
          在生产实际当中,一些电气设备经常处于空载或轻载状态下运行,轻载或空载的电动机在额定电压的工作条件下,效率和功率因数均很低,造成电能大量浪费。衡量电动机节电性能的重要指标为电机空载或轻载时最低运行电压的大小,即功率因数CosΦ的大小。为了说明电动机在不同负载的情况下运行,电压U与功率因数CosΦ的关系,以Y132S-4型,5.5KW三相异步电动机为例。CosΦ的大小反应了负载的变化。软起动器正是利用微机技术,用单片机作CPU,用可控硅作为执行元件,实时检测电流和电压滞后角,即功率因数Φ角,输入给单片机,单片机根据最佳控制算法,输出触发脉冲,调整可控硅的导通角,即可调整可控硅的输出电压,使空载或轻载运行时降低电机的端电压,可使电机的铁损大大减小。



          3 电动机软起动技术分析
          交流传动技术的发展也是随着电子技术和计算机技术的发展在工业上有了重要的应用,尤其是在钢铁工业中,使复杂的矢量控制技术得以实现,无论是大容量电机还是小容量电机现均可使同步电机或者异步电机实现可逆滑调速。也使交流传动系统在轧钢生产中得到广泛的应用。
电动机传统的起动方式有全压起动和将压起动,软起动是一种完全区别于全压和降压起动的新的起动方式,是电子过程控制技术。所谓软起动,是以斜坡控制方式起动,使电动机转速平滑,逐步提高到额定转速。按照电动机起动电流大小进行分类,全压和降压起动属于大电流起动方式,软起动属于小电流起动方式。全压起动,起动电流是额定电流的4-7倍,起动冲击电流是起动电流的1.5-1.7倍;起动电流大,起动转矩不相应增大,Ts=KtTn=K(0.9-1.3)Tn。全压和降压起动,都要受单位时间内起动次数的限制。电动机本身的发热主要建立在短时间大电流时。如通过6倍额定电流,温升为8-15℃/S;起动装置的自耦变压器或交流接触器起动引起堆积热;如交流接触器一般要求起动次数每分钟不超过10次。而软起动器可频繁操作,具有电动机起动电流小,温升低;软起动器采用的无触点电子元件,除大功率可控硅外,工作时温升很低。
          3 软起动器在动力设备中的应用分析
          软起动器箱内面板上设有两个速率微动开关,分别对应四种起动速率:重载、次重载、次轻载、轻载,起动时间分别是90S、70S、65S、60S。使用时根据起动负载选相应的起动速率。引风机用电动机的起动:其起动转矩与离心式水泵类似,阻转矩都与转速成正比,但是,风机与水泵的结构不同,风机的转动惯量比水泵大的多,空气的流动性比水小,如果风机不关风阀起动,将因空气升能,管道阻力,摩擦阻力等因素,致使风机起动比水泵难,起动加速的时间较长,风机起动属重载起动。
          风机负载变化大,从风机特性曲线上可看出。一般风机功率计算的工作温度参数200℃,只是取近似中间值。输送的烟气温度越高,阻转矩越小;反之,输送的烟气温度越低,阻转矩越大。风机在起动之初,要求关闭风阀,实际应用中则是将风阀固定住。所以在选用软起动器时,要根据风机起动时电动机工作电流的大小,来选择相匹配的软起动器。风机的节电潜力在高炉温区段。
软起动器结构简单,接线安装方便,节电显著,是电动机起动与运行技术的发展趋势。机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及计算机软件系统集合起来所构成的系统总称,综合运用机械技术、微电子技术、计算机技术、电力电子技术等对各生产领域的控制过程进行监督操作。柔性制造系统的应用是计算机技术和制造系统在机电控制工业的应用,是计算机化的制造系统。它主要由计算机、数控机床、自动化仓库等组成。在工业上,它可以随机地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,更适用于多品种,小批量等的离散零件的批量生产。
          4 结语
          电机电力设备的应用和创新使生产领域等得到更快的发展,通过可编程控制器对生产的控制和监控能够使生产中的问题有效减少,同时能够促进效率的提高,软起动器的应用能够使操作更加简便,还可以和网络技术相结合,全面对生产进行控制,这种技术还会具有更大的发展空间,得到更加广泛的应用。
          参考文献:
          [1]吴洪兵. 工业生产线大功率电机软启动控制器:, CN205453561U[P]. 2016.
          [2]苻志强. 电机软启动器的研究与控制探讨[J]. 工程技术:引文版, 2016(8):00011-00011.
          [3]刘骥, 宗榜馗, 李怀亮,等. 电力设备在线监测器件安装系统:, CN205184722U[P]. 2016.

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