固態(tài)交流軟啟動器在軸流空壓機上的應用

（山東潤鑫精細化工有限公司，山東 荷澤 274100）

固態(tài)交流軟啟動器在軸流空壓機上的應用

戴勝泉

（山東潤鑫精細化工有限公司，山東 荷澤 274100）

介紹了美國MOTORTRONICS固態(tài)交流軟啟動器的原理及在軸流空壓機降壓啟動中的應用。

軟啟動器；軸流空壓機；斷路器；電壓斜坡

一、概述

空壓機是抗生素生產(chǎn)企業(yè)中的關鍵設備，同時又是主要的耗能設備，一般功率較大、電壓較高、啟動電壓大，對同一電網(wǎng)的其他用戶影響較大，甚至造成電網(wǎng)“晃電”。山東潤鑫精細化工有限公司的空壓機為AV40-13軸流空壓機，采用10kV 7 000kW三相交流電動機拖動，啟動方式為美國MOTORTRONICS交流固態(tài)軟啟動器降壓啟動，經(jīng)過1年來的使用，啟動平穩(wěn)，有效降低了啟動電流，減少了對電網(wǎng)的沖擊，同時延長了空壓機的使用壽命。

二、軟啟動器的原理

軟啟動器原理框圖如圖1所示。

軟啟動器的控制核心是微處理器CPU，微處理控制系統(tǒng)可以對電動機及相關設備進行啟動和保護。CPU 對SCR 進行相角觸發(fā)控制以降低加在電動機上的電壓，然后慢慢提高加在電動機上的電壓和電流來平滑的增加電動機轉矩，直到電動機加速到全速運行。主要功能塊介紹如下。

1．CPU 板

CPU 板上裝有微處理器和通信處理器，CPU 決定各種操作功能，根據(jù)用戶的設定程序和檢測反饋信號來進行控制，CPU 主板上裝有EPROM、EEPROM 和DRAM 寄存器，以及模擬和數(shù)字接口。

2．主電源板

也稱為主觸發(fā)板，它包括數(shù)字輸入輸出繼電器和接口，并連接到TCB 板上。它控制進斷路器、旁路斷路器的動作順序和SCR 的觸發(fā)。這個板子產(chǎn)生全部的觸發(fā)信號并接收來自光纖隔離的反饋信號，把模擬信號轉換為數(shù)字信號，這些觸發(fā)脈沖也是利用光纖對中壓環(huán)境進行隔離。

3．終端控制板TCB（Terminal and Control Board）

終端控制板是用戶的接線板，這個板子上包括用戶接線端子排、輸出繼電器，輸入和控制電源接線，并包括用于功率因數(shù)調整斷路器的時間繼電器和其他外部元件。

4．觸發(fā)驅動板

位于SCR 模塊組件上，和主電源板通過光纖進行通信聯(lián)系，通過脈沖變壓器把觸發(fā)脈沖信號放大來觸發(fā)SCR，在SCR 模塊中每一對SCR 使用一塊觸發(fā)驅動電路板。

5．Temp/CT 板

溫度控制和電流互感器板子裝在SCR 模塊組件上，通過光纖把散熱器溫度和電流信號送到主電源板。

6．MOV 板

壓敏電阻板位于觸發(fā)驅動板下方，用來防止SCR的控制極被高電壓損壞。

7．DV/DT 板

阻容性質的過電壓吸收回路，用來保護SCR，防止其陰陽極上的電壓脈沖突變。

三、系統(tǒng)圖及啟動過程

1．系統(tǒng)圖

以下是由固態(tài)軟啟動器柜與進線開關柜、旁路運行柜組成的一套完整的電動機啟動與運行裝置系統(tǒng)圖，如圖2所示。

QF1為進線開關柜斷路器；QF2為旁路運行柜斷路器；K1是隔離開關 ，便于檢修軟啟動器；RC 吸收網(wǎng)絡提供瞬間過電壓保護電路，以減少dv/dt 沖擊電壓，防止SCR 模塊的損壞。

2．啟動過程

首先，合上隔離開關K1。由于風機屬于二次方率負載，啟動模式采用具有限流功能的電壓斜坡方式，初始轉矩設定為電動機剛好能帶動風機轉動的值。通過外部控制電路使斷路器QF1合閘，10kV電壓加在了軟啟動器裝置柜，電動機按照設定的模式開始平滑啟動，在限定的斜坡時間和電動機啟動電流范圍內，使電動機平滑加速直到全速運轉，斷路器QF2自動合閘，斷路器QF1分閘，啟動過程結束。

線路及電動機的保護由裝在柜體上面的綜合保護裝置進行保護，軟啟動器本身具有溫度、電流、電壓、轉矩及過載等多種自身保護，同時對電動機也具有完善的保護功能。

四、應用效果

經(jīng)過1年多的使用，AV40-13空壓機組在西門子S7400系統(tǒng)、電氣綜保裝置和美國MOTORTRONICS啟動器的完美配合下，啟動平穩(wěn)、運行可靠、聯(lián)鎖保護動作靈敏，盡管設備功率較大，但對同一電網(wǎng)的其他設備并沒有因啟動空壓機組而受到影響。

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1671-0711（2014）05-0064-02

2014-03-08）