磁閥式高壓固態軟起動裝置在潛水電機中的應用

鄔克全

（四川省隆昌縣古宇廟水庫管理所，四川 內江 642150）

磁閥式高壓固態軟起動裝置在潛水電機中的應用

鄔克全

（四川省隆昌縣古宇廟水庫管理所，四川 內江 642150）

本文介紹了涼水井提灌站采用的HDQ型磁閥式高壓固態軟起動裝置的工作原理及性能特點，以及應用在高壓潛水電機的優越性。

磁閥式高壓固態軟起動；高壓電機；水泵

隨著我們國家經濟水平的不斷提升以及經濟建設發展程度的加快，針對高壓一級大容量構建下的電力拖動設備呈現出逐步上升的趨勢，在這其中以10kV為主的交流拖動發展的速度尤為迅速。在各種各樣的領域，比如石油化工、鋼鐵冶煉、發電供電以及供水和水泥建材等方式我們有著大量的不同等級電壓的交流異步電機在同時運轉著。當前的高壓大功率電機的主要運行方面出現的問題就是存在于起動的方面。一般說來，直接啟動的特點有簡單經濟、耗費的時間相對較短等，但是，對于大功率框架下的交流電機來說，直接起動也會帶來大量的問題。首先是，起動的過程當中瞬間可以達到額定電流大小的5～7倍，這樣就會直接造成電動機自身因為電流而引起溫度過高，從而使其絕緣系統老化的速度增快，直接造成了供電網的電壓波動情況嚴重。當電壓大于0.85UN的時候，其他的設備就無法正常使用了。第二點，因為過大的起動轉矩直接產生了巨大的機械沖擊，這就給那些被本設備進行帶起運轉的其余設備都造成了十分巨大的沖擊力，使用壽命被嚴重縮短，精確度也大幅度地降低。比如聯軸器造成損壞、各個部分的機械傳動部件都造成各種非正常的磨損以及沖擊，老化活動加速，直接導致了使用壽命的大幅度降低。為了解決上述提出的問題，人們提出了各種各樣的方法來尋找最優化的處理思路，比如采取了自耦變壓器降壓起動、串聯電抗器、液體電阻器、磁控電抗器等相對應的各種不同方式來嘗試解決以上的問題。在最近這些年，人們發明了晶閘管降壓軟起動的起動方式，這種方式結合了計算機的本身特性以及電力最新技術，可以根據各種不同的應用環境來對初始轉矩、起動的時間、停機的時間以及各種降壓限流和各種保護閾值進行調節和分配，相對來說，其平滑的起動特點以及免維護的方式讓他跟傳統的軟起動方式相比有著極大的優越性。本文將以武漢海澳電氣公司生產的HDQ型磁閥式高壓固態軟起動裝置在古宇廟水庫涼水井提灌站與寧波巨神制泵實業有限公司生產的500GQB潛水供水泵成功配套運行使用為例，重點介紹HDQ型磁閥式高壓固態軟起動裝置的工作原理及性能特點。

一、磁閥式高壓固態軟起動器的概述

磁閥式高壓固態軟起動器是為磁閥式高壓固態軟起動裝置而設計，用以調節可控電抗器的參數。整個控制系統由人機界面（觸摸屏）、PLC和脈沖放大板三大部分組成。用戶可通過自身的負載狀況以及提前設定好的參數，通過恒定電流的方式或者是爬坡控制的方式來對電機的自身軟起動和軟停車的控制過程。一般說來，Pro-face觸摸屏可以保證的是對電機本身的起動電流進行監控，然后可以保存6條的曲線進行有針對性地查閱，然后通過PLC來對邏輯控制方面進行處理，然后通過脈沖放大板來產生+24V的脈沖信號處理構建。三者有機結合在一起。

二、磁閥式高壓固態軟起動器的軟起動原理及起動過程

HDQ型磁閥式高壓固態軟起動裝置采用的生產技術是高壓可控電抗器技術，我們可以通過低壓晶閘管為核心構建控制器件，然后通過對晶閘管的導通角進行控制來針對繞組當中的直流電流的具體大小進行精準控制，然后針對性的改變鐵芯當中磁導率構建，進一步改變當前的高壓繞組自身的阻抗控制，進而才可以達到降壓以及限流的主要目的。在這個系列變化過程中，其主要的阻抗變化過程是和晶閘管相似的，但是我們克服了晶閘管自身的耐壓受限的缺點，因此這種技術特別適合用在超高壓電力設備以及超大容量的電機中。我們在電動機自身的電子回路中進行針對阻抗的串聯操作，就可以很平滑地改變電磁阻抗器的運作，然后我們還可以根據當前的閉環操作控制系統，有針對性地對繞組當中的直流電流大小進行控制性的操作，然后磁控電抗器自身的阻抗作用可以在當前預定的時間之內進行從大到小的自動化無級減小處理，同時可以保證電機端的電壓可以平滑地上升到完整的電壓，這樣就可以保證電機端的軟起動處理。

三、磁閥式高壓固態軟起動器的性能特點

1. HDQ型磁閥式高壓固態軟起動裝置采用新型自勵式結構，不需要大容量的勵磁電源；

2. 它具有可控性好，阻抗低；

3. 起動裝置采用專門的濾波裝置，具有無諧波污染；

4. 裝置采用先進的磁屏蔽技術及緊耦合結構，無漏磁；

5. 還采用了國際領先的計算機仿真技術，整個起動過程可預測、可控制、可調整；

6. 整個控制系統采用日本Pro-face觸摸屏和德國西門子系列PLC，使控制器的控制精度和控制性能大大增強；

7. 該裝置有兩種起動控制模式：PID調節模式和加減調節模式，以滿足不同工況精度的要求；

8. 它友好的人機界面，起動參數和停止參數的設定、調整方便，可查閱6條歷史曲線；

9. 起動裝置的起動電流可在1.5Ie-3.5Ie任意選擇（視負載不同），起動時可確保電網電壓降最小，無二次浪涌電流沖擊；

10. 在起動時電機均勻加速，無機械沖擊；

11. 另外，該裝置可通過PLC上的RS485串口監視起動的各類參數；

12. 它的重復使用性好，起動性能不受環境溫度影響；

13. 還有就是該裝置體積小、免維護、使用壽命長。

HDQ型磁閥式高壓固態軟起動裝置廣泛應用于大型鋼石油、化工、鋁業、消防、礦山、污水處理、發電等工業領域。能很好地與電機拖動設備配套使用，如各種泵類、風機、壓縮機、制冷設備、粉碎機、攪拌機、傳動帶等機電裝置。

結語

從目前設備運行情況來看，HDQ型磁閥式高壓固態軟起動裝置與高壓電動機配套使用中運行穩定，操作簡單，可靠性高，得到了用戶的認可和歡迎。能對電網進行實時檢測、監控保護；并與電源開關柜、水泵、風機等其他設備進行連鎖控制，確保運行安全可靠；是一種比較理想的電動機軟起動控制設備。

［1］卿向東.磁控高壓電機軟起動裝置研究［D］.山東科技大學，2006.

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