三相異步電動機控制方法在氧化鋁企業生產中的應用

摘 要：氧化鋁企業生產中，需要電力拖動設備有破碎機、風機、壓縮機、皮帶輸送機、水泵等，這些設備只有通過電動機拖動才能保持連續不停車的工作，維持正常的工作狀態，否則很容易停車，對正常運行造成影響。三相異步電動機作為現今最常用的電力拖動執行裝置，可采用軟啟動方式，同傳統的電動機全壓啟動方法相比，能有效的控制電流，確保電網電壓穩定，不影響同一電網下的其他設備運行狀況，確保氧化鋁企業生產工作正常運行。鑒于三相異步電動機在氧化鋁企業生產中的重要作用，本文基于大量文獻材料簡要分析了三相異步電動機啟動線路的控制方法，著重闡述了軟啟動方式，并論述了其在氧化鋁企業生產中的應用實踐。

關鍵詞：三相異步電動機；氧化鋁企業；生產應用；控制方法

引言

近年來，隨著科學技術發展和電氣自動化程度的日益提高，工業生產中傳統電力拖動控制方法被現代化的精確控制系統所取代，極大改進了傳統生產工藝，進一步提高了工業生產水平。氧化鋁企業生產中的一些常用設備需要通過電力拖動控制方式來維持正常的工作狀態，而三相異步電動機作為一種現代化的電力推動裝置，其啟動控制手段不同于傳統控制方式，得到了氧化鋁企業青睞。氧化鋁企業為了保持生產工作正常運行，避免破碎機、風機、壓縮機等設備停車，應加大對三相異步電動機控制方法的研究，使之更好的應用于企業生產活動，有效控制電流、確保電網運行安全，為設備穩定、持續運行提供有力的電力保障。

一、 三相異步電動機傳統啟動線路的控制方法分析

三相異步電動機用同其他的交流電機相比，具有結構簡單、運行可靠、生產制作方便、維修方便、造價低等優勢，因而在企業生產中成為了一種常用的電力拖動裝置。一直以來，在電力拖動中，對電動機啟動的控制都是重點問題。如果啟動控制不到位，將對電網造成較大干擾，對設備正常運行構成威脅。所以，應選擇科學合理的選擇三相異步電動機的啟動方式。

三相異步電動機的傳統啟動方式直接啟動就是把電機的定子繞組直接接到額定電壓的電網上，是三相異步電動機啟動中應用最多的一種，也是啟動方式中最簡單、直接的一種，一般7.5kW以下電機允許直接啟動，對小電機來說直接啟動占有絕對優勢。然而，對較大功率的電機，如果直接啟動會造成電網供電的較大壓降，從而影響電網中其它設備的正常運行。對于經常啟動的較大電機，過大的啟動電流會造成電機發熱，影響電機壽命，同時電機繞組在電動力的作用下會發生變形，可能造成短路而燒壞電機。在直接啟動方式下，啟動電流約為標稱電流的5倍～8倍，啟動轉矩約為標稱轉矩的1.5倍～2.0倍。從以上分析中可以知道直接啟動方式的電流較大，會降低電網電壓，對電網電壓穩定及同一電網運行下的其他設備運行造成影響，甚至導致其他電動機無法啟動或停車。傳統的電動機起動方式是用Y-△起動和自耦變壓器起動等。他們只能起到降低電動機電流對電網的沖擊作用。而不能解決上述的其他問題。使用軟起動器可以無沖擊而能平滑地起動電動機，而且可根據電動機負載的特性來調節起動過程中的參數達到最佳的起停狀態，從而延長機械設備的使用壽命，減少設備的維修量，提高經濟效益。

二、軟啟動方式分析

三相異步電動機的啟動方式有自耦變壓器降壓啟動、星三角降壓啟動、延邊三角形降壓啟動、軟啟動器啟動、變頻啟動等。對繞線式交流電動機，常采用轉子串接頻敏變阻器啟動，但是串變阻會產生電能損耗。另外，串聯電阻也容易產生故障，降低系統的穩定性、可靠性，這種啟動方式一般只用于空載及輕載啟動。同三相異步電動機啟動線路的其他控制方法相比，軟啟動的控制方法有著較大的優越性，值得應用于氧化鋁企業生產活動中去。

軟啟動器是一種集電機軟起動、軟停車、多種保護功能于一體的新型電機控制裝置。它以先進的十六位微處理器為核心控制大功率晶閘管模塊，實現三相交流異步電動機的軟起動、軟停止功能。起動設備的功率部分有三對反并聯的晶閘管組成，它有電子控制電路調節加到晶閘管上的觸發脈沖的角度，以此來控制加到電動機上的壓，是電壓按某一規律慢慢達到全電壓，通過適當地設置控制參數，可以使電動機的轉矩和電流與負載要求得到較好的匹配，有效地限制異步電動機起動電流，是Y-△轉換、自耦變壓器等降壓起動設備的理想換代電器設備。

軟啟動器具有較好的保護功能，具體如下：

（1） 過載保護功能：軟啟動器引進了電流控制環，電機電流的變化狀況可隨時跟蹤檢測。通過反時限控制和增加過載電流的設定來實現過載保護功能，使電機過載時，發出報警信號并自動關斷晶閘管；

（2） 缺相保護功能：工作時，三相線電流的變化可通過軟啟動器隨時檢測到，斷流一旦發生，便會立刻作出缺相保護反應；

（3） 過熱保護功能：晶閘管散熱器的溫度由軟啟動器內部熱繼電器檢測，散熱器溫度一旦超過允許值后晶閘管會自動關斷，報警信號也一并發出；

（4） 監視、報警預保護功能：實時監控系統運行工況，在控制盤上有主回路電流、電壓指示及顯示系統運行狀態，當系統出現故障時，控制盤上有詳細的故障報警顯示，同時向中控室發報警信號，便于工藝人員及時根據情況做出反應；

（5） 其它功能：通過電子電路的組合還可實現種種聯鎖保護功能。

三、三相異步電動機控制方法在氧化鋁企業生產中的應用

基于氧化鋁企業生產需要，下面分別了簡述了軟啟動器在循環水水泵、球磨機、風機、壓縮機、破碎機、輸送機械生產運行中的運用。

（1）在循循環水水泵中應用軟起動和軟停止技術，可有效減輕水錘作用。在壓力管道中，由于流速的急劇變化所引起的一系列劇烈的壓力交替升降的水力沖擊現象，稱之為水錘現象。水錘對管路、水泵等設備將造成嚴重的危害甚至破壞。傳統的水泵啟動（直接啟動或減壓啟動）和停止（斷電停車）方法，由于電機上的電壓是突加或突減的，電機的輸出轉矩突變，水泵轉速的變化特別快，非常容易發生水錘現象。特別是斷電停泵，水錘作用尤為嚴重，軟起動或軟停止的使用，使電機的電壓和電流得意控制，從而使水泵轉速變化緩慢，減輕甚至消除了水錘作用，有效地保護了水泵、管道和閥類設備。例如，蒸發車間1#、2#熱水泵（160KW，額定電流289A），將原有直接起動模式改為JJR5000-160KW智能軟啟動器起動，電流波動頻率明顯降低，配套管道、閥門檢修和更換次數顯著降低。

（2）在球磨機中利用電壓斜坡起動，減少齒輪轉矩的磨損，減少維修的工作量，即節省了時間，又節省了開支。

（3）在風機中利用固態軟起動器取代了傳統起動器，減少皮帶磨損和機械沖擊。

（4）在壓縮機中利用限流，實現了平滑起動，減少電動機發熱，延長使用壽命；

（5）在破碎機中利用堵轉保護和快速保護，避免機械故障和阻塞造成電動過熱而燒毀；

（6）在輸送機械中利用軟起動和軟停機控制，實現平滑漸進的起動過程，避免產品異味和液體溢出。例如原料車間外運2#皮帶、7#皮帶電機采用JJR5000智能軟啟動器起動，通過對起動和停止過程的時間參數調整，實現了平滑緩慢起停，避免皮帶張力過大，提高了皮帶的使用壽命。

四、結束語

綜上所述，氧化鋁企業生產中采用的三相異步電動機拖動裝置應采用軟啟動方式，有效的控制電動機電壓與電流，降低對電網電壓及同一電網下設備運行的影響，為生產設備運行提供有力支持。但是，軟啟動方式同樣有一定缺陷，對企業電網產生影響，所以實際應用中應加大對這些方面的研究，不斷優化軟啟動方式，增強其經濟性，以滿足不斷提高的生產需求。

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作者簡介：

姓名：李帥軍

出生日期：1986.09.16

學歷：本科

工作單位：河南有色匯源鋁業有限公司

從事工作：機電設備維修

職稱：助理工程師