內(nèi)容編輯行業(yè)動態(tài)
淺析PST軟啟動器的控制原理及在曝氣池鼓風機上的應用
發(fā)布時間: 2016-12-13 10:27 4690 次瀏覽
北極星節(jié)能環(huán)保網(wǎng)訊:摘要：大功率三相異步電動機直接起動時會對電網(wǎng)和設(shè)備產(chǎn)生較大影響，傳統(tǒng)降壓起動模式也存在很多局限。本文介紹了軟啟動器在曝氣池鼓風機中的使用情況和使用效果，闡述了PST軟啟動器的原理、功能和參數(shù)設(shè)置。PST軟啟動器的使用******了供電系統(tǒng)和設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。
一、引言
曝氣池鼓風機是我公司污水處理工段中重要的設(shè)備，實際運行中，污水的水質(zhì)、水量及環(huán)境等因素總處在變化之中，曝氣系統(tǒng)應能根據(jù)曝氣池溶解氧含量的變化，通過曝氣池鼓風機及時調(diào)節(jié)供氣量，以******處理效果，并不致浪費能源。
曝氣池鼓風機使用額定功率為160KW、額定電流為287A的三相鼠籠式異步電動機作為其動力執(zhí)行設(shè)備，其性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便等優(yōu)點，但是異步電動機本身也具有一定的缺點：①、異步電動機起動時，要產(chǎn)生較大沖擊電流，一般可達到額定電流的4～7倍，風機類負載甚至更大，可達到額定電流的10倍以上，對供電系統(tǒng)的沖擊很大，直接影響供電系統(tǒng)的的其它用電設(shè)備的正常運行。②、異步電動機起動轉(zhuǎn)距突變，造成機械應力沖擊較大，使電動機及拖動負載設(shè)備的使用壽命降低。③、在停機時，拖動負載突然失去轉(zhuǎn)距，容易產(chǎn)生水泵的水錘現(xiàn)象。
目前大容量的異步電動機傳統(tǒng)的起動方式多采用自耦變壓器降壓啟動、Y/△降壓啟動、電抗器起動等，其共同特點是控制線路簡單，啟動轉(zhuǎn)矩不可調(diào)，屬于有級減壓啟動并伴隨有二次沖擊電流，對負載有沖擊轉(zhuǎn)矩。上述方式在停機時均為瞬間動作，，如無機械緩沖裝置也會對相關(guān)設(shè)備造成損壞。
隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，軟啟動器得到廣泛應用。它不僅實現(xiàn)在整個起動過程中無沖擊而平滑的起動電動機，而且可根據(jù)電動機負載的特性來調(diào)節(jié)起動過程中的參數(shù)，如限流值、起動時間等。此外，它對電機還具有多種保護功能，這***從根本上解決了傳統(tǒng)的降壓起動設(shè)備的諸多弊端。
二、PST軟啟動器工作原理及功能特點
我廠將PST300軟啟動器應用于曝氣池鼓風機電氣回路中。PST 軟啟動器是基于***新的微處理器技術(shù)設(shè)計出來的用于實現(xiàn)鼠籠式電機的軟啟動和軟停止。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。運用不同的方法，控制三相反并聯(lián)閘管的導通角，使被控電機的輸入電壓按不同的要求而變化，***可實現(xiàn)不同的功能。其功能包括起動/停止功能、保護功能、報警功能、故障檢測功能及其他功能。
曝氣池鼓風機電氣原理圖如圖1所示，由圖可知，電機的起停分遠控和***地，當***地按下SB2或遠控PLC“ON”得電時，中間繼電器KA1線圈得電，軟啟動器起動端子帶電，主接觸器投入中間繼電器KA2吸合，KA2常開點閉合，主接觸器KM1線圈得電，KM1和和軟啟動器構(gòu)成啟動回路，軟啟動器會按照設(shè)定的初始電壓、升壓時間和限流倍數(shù)進行升壓起動，直至達到全壓，當達到全壓時，旁路接觸器投入中間繼電器KA3得電吸合，KA3常開點閉合，旁路接觸器KM2吸合，同時軟啟動器退出運行，此時主接觸器KM1和旁路接觸器KM2構(gòu)成全壓時的運行回路，整個全壓啟動過程完成，當按下SB1按鈕或PLC“OFF”得電，中間繼電器KA1失電，KA1常開點打開，主接觸器KM1和旁路接觸器KM2線圈釋放，電機停止運行。
三、PST軟啟動器的功能及功能特點
PST軟啟動器具有多種集成的保護和報警功能，幾乎可以檢測到所有故障，并將其顯示出來。
1.1、主要保護功能：
(1)、過載保護功能：軟起動器引進了電流控制環(huán)，因而隨時跟蹤檢測電機電流的變化狀況。通過增加過載電流的設(shè)定和反時限控制模式，實現(xiàn)了過載保護功能，使電機過載時，關(guān)斷晶閘管并發(fā)出報警信號。
(2)、缺相保護功能：由于電源、起動器、電機連接以及所有處于電源、起動器、電機之間的電氣隔離設(shè)備(接觸器、斷路器等)進線和出線電纜是否有松脫，接觸不良，軟起動器輸出相是否有斷相或是電機有損壞，軟起動器隨時檢測三相線電流的變化，一旦發(fā)生斷流，即可作出缺相保護反應，引起輸入、輸出缺相保護動作。
(3)、過熱保護功能：通過軟起動器內(nèi)部熱繼電器檢測晶閘管散熱器的溫度，一旦散熱器溫度超過允許值后自動關(guān)斷晶閘管，并發(fā)出報警信號。
(4)、其它功能：通過電子電路的組合，還可在系統(tǒng)中實現(xiàn)其它種種聯(lián)鎖保護。
1.2、顯示、報警、參數(shù)設(shè)置功能：
在軟起動器的人機界面控制面板上，可顯示電機運行狀態(tài)，運行電流，故障報警;設(shè)定軟起動器的各種參數(shù)值、查找事件記錄和狀態(tài)信息;同時還可以通過本地控制進行起動/停止電機。
2、PST軟啟動器的功能特點：
(1)、******集成保護：對于電動機的保護有：繼承電子過載繼電器，相監(jiān)測繼電器，以及大電流和PTC保護。對于軟啟動器的保護有：******的可控硅保護。
(2)、通用通訊系統(tǒng)：使用ABB總線適配器，可隨時選擇多種總線系統(tǒng)。
(3)、數(shù)碼顯示：有14種語言，菜單系統(tǒng)簡單明了，預先編好應用設(shè)置、自動的狀態(tài)和事件記錄，使設(shè)置和操作變得簡單。
(4)、可編程信號控制：可預設(shè)報警信號、故障和其他事項。
(5)、力矩控制：與使用電壓控制相比，力矩控制使電動機得到更加線性的加速和減速過程。
五、PST軟啟動器的使用效果
PST軟啟動器在曝氣池鼓風機系統(tǒng)中已運行多年，運行情況表明，其******性、功能和性能與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比都有顯著的改善和提高。主要體現(xiàn)在以下幾點：
1、在結(jié)構(gòu)上采用軟起動器作為控制輸出執(zhí)行元件，控制邏輯用可編程控制器實現(xiàn)，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單明了，提高了控制系統(tǒng)的******性，也便于維護。
2、PST軟啟動器具有完善******的保護功能;有效的保護了電動機及相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的使用安全，基本實現(xiàn)免日常維護，大大降低了維護費用******滿足其電氣安全保護功能要求。
3、控制盤上的顯示功能，便于在現(xiàn)場全面了解設(shè)備運行情況。 數(shù)字化參數(shù)設(shè)定及顯示功能直觀、方便、省時。
4、PST軟起動器的將起動電流控制在安全范圍內(nèi)，改善了因起動電流較大沖擊廠用電而影響其它設(shè)備正常運行的狀況。
5、起動過程采用雙向可控硅，起動過程完成后，接觸器短接可控硅的控制方式，既避免了用接觸器直接控制電機接點易拉弧、粘連、燒壞等故障的發(fā)生，也節(jié)約了能源。
6、軟起動、軟停車方式，減少機械應力，對設(shè)備的沖擊大大降低，保護設(shè)備，延長其使用壽命。
一、引言
曝氣池鼓風機是我公司污水處理工段中重要的設(shè)備，實際運行中，污水的水質(zhì)、水量及環(huán)境等因素總處在變化之中，曝氣系統(tǒng)應能根據(jù)曝氣池溶解氧含量的變化，通過曝氣池鼓風機及時調(diào)節(jié)供氣量，以******處理效果，并不致浪費能源。
曝氣池鼓風機使用額定功率為160KW、額定電流為287A的三相鼠籠式異步電動機作為其動力執(zhí)行設(shè)備，其性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便等優(yōu)點，但是異步電動機本身也具有一定的缺點：①、異步電動機起動時，要產(chǎn)生較大沖擊電流，一般可達到額定電流的4～7倍，風機類負載甚至更大，可達到額定電流的10倍以上，對供電系統(tǒng)的沖擊很大，直接影響供電系統(tǒng)的的其它用電設(shè)備的正常運行。②、異步電動機起動轉(zhuǎn)距突變，造成機械應力沖擊較大，使電動機及拖動負載設(shè)備的使用壽命降低。③、在停機時，拖動負載突然失去轉(zhuǎn)距，容易產(chǎn)生水泵的水錘現(xiàn)象。
目前大容量的異步電動機傳統(tǒng)的起動方式多采用自耦變壓器降壓啟動、Y/△降壓啟動、電抗器起動等，其共同特點是控制線路簡單，啟動轉(zhuǎn)矩不可調(diào)，屬于有級減壓啟動并伴隨有二次沖擊電流，對負載有沖擊轉(zhuǎn)矩。上述方式在停機時均為瞬間動作，，如無機械緩沖裝置也會對相關(guān)設(shè)備造成損壞。
隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，軟啟動器得到廣泛應用。它不僅實現(xiàn)在整個起動過程中無沖擊而平滑的起動電動機，而且可根據(jù)電動機負載的特性來調(diào)節(jié)起動過程中的參數(shù)，如限流值、起動時間等。此外，它對電機還具有多種保護功能，這***從根本上解決了傳統(tǒng)的降壓起動設(shè)備的諸多弊端。
二、PST軟啟動器工作原理及功能特點
我廠將PST300軟啟動器應用于曝氣池鼓風機電氣回路中。PST 軟啟動器是基于***新的微處理器技術(shù)設(shè)計出來的用于實現(xiàn)鼠籠式電機的軟啟動和軟停止。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。運用不同的方法，控制三相反并聯(lián)閘管的導通角，使被控電機的輸入電壓按不同的要求而變化，***可實現(xiàn)不同的功能。其功能包括起動/停止功能、保護功能、報警功能、故障檢測功能及其他功能。
曝氣池鼓風機電氣原理圖如圖1所示，由圖可知，電機的起停分遠控和***地，當***地按下SB2或遠控PLC“ON”得電時，中間繼電器KA1線圈得電，軟啟動器起動端子帶電，主接觸器投入中間繼電器KA2吸合，KA2常開點閉合，主接觸器KM1線圈得電，KM1和和軟啟動器構(gòu)成啟動回路，軟啟動器會按照設(shè)定的初始電壓、升壓時間和限流倍數(shù)進行升壓起動，直至達到全壓，當達到全壓時，旁路接觸器投入中間繼電器KA3得電吸合，KA3常開點閉合，旁路接觸器KM2吸合，同時軟啟動器退出運行，此時主接觸器KM1和旁路接觸器KM2構(gòu)成全壓時的運行回路，整個全壓啟動過程完成，當按下SB1按鈕或PLC“OFF”得電，中間繼電器KA1失電，KA1常開點打開，主接觸器KM1和旁路接觸器KM2線圈釋放，電機停止運行。
三、PST軟啟動器的功能及功能特點
PST軟啟動器具有多種集成的保護和報警功能，幾乎可以檢測到所有故障，并將其顯示出來。
1.1、主要保護功能：
(1)、過載保護功能：軟起動器引進了電流控制環(huán)，因而隨時跟蹤檢測電機電流的變化狀況。通過增加過載電流的設(shè)定和反時限控制模式，實現(xiàn)了過載保護功能，使電機過載時，關(guān)斷晶閘管并發(fā)出報警信號。
(2)、缺相保護功能：由于電源、起動器、電機連接以及所有處于電源、起動器、電機之間的電氣隔離設(shè)備(接觸器、斷路器等)進線和出線電纜是否有松脫，接觸不良，軟起動器輸出相是否有斷相或是電機有損壞，軟起動器隨時檢測三相線電流的變化，一旦發(fā)生斷流，即可作出缺相保護反應，引起輸入、輸出缺相保護動作。
(3)、過熱保護功能：通過軟起動器內(nèi)部熱繼電器檢測晶閘管散熱器的溫度，一旦散熱器溫度超過允許值后自動關(guān)斷晶閘管，并發(fā)出報警信號。
(4)、其它功能：通過電子電路的組合，還可在系統(tǒng)中實現(xiàn)其它種種聯(lián)鎖保護。
1.2、顯示、報警、參數(shù)設(shè)置功能：
在軟起動器的人機界面控制面板上，可顯示電機運行狀態(tài)，運行電流，故障報警;設(shè)定軟起動器的各種參數(shù)值、查找事件記錄和狀態(tài)信息;同時還可以通過本地控制進行起動/停止電機。
2、PST軟啟動器的功能特點：
(1)、******集成保護：對于電動機的保護有：繼承電子過載繼電器，相監(jiān)測繼電器，以及大電流和PTC保護。對于軟啟動器的保護有：******的可控硅保護。
(2)、通用通訊系統(tǒng)：使用ABB總線適配器，可隨時選擇多種總線系統(tǒng)。
(3)、數(shù)碼顯示：有14種語言，菜單系統(tǒng)簡單明了，預先編好應用設(shè)置、自動的狀態(tài)和事件記錄，使設(shè)置和操作變得簡單。
(4)、可編程信號控制：可預設(shè)報警信號、故障和其他事項。
(5)、力矩控制：與使用電壓控制相比，力矩控制使電動機得到更加線性的加速和減速過程。
五、PST軟啟動器的使用效果
PST軟啟動器在曝氣池鼓風機系統(tǒng)中已運行多年，運行情況表明，其******性、功能和性能與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比都有顯著的改善和提高。主要體現(xiàn)在以下幾點：
1、在結(jié)構(gòu)上采用軟起動器作為控制輸出執(zhí)行元件，控制邏輯用可編程控制器實現(xiàn)，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單明了，提高了控制系統(tǒng)的******性，也便于維護。
2、PST軟啟動器具有完善******的保護功能;有效的保護了電動機及相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的使用安全，基本實現(xiàn)免日常維護，大大降低了維護費用******滿足其電氣安全保護功能要求。
3、控制盤上的顯示功能，便于在現(xiàn)場全面了解設(shè)備運行情況。 數(shù)字化參數(shù)設(shè)定及顯示功能直觀、方便、省時。
4、PST軟起動器的將起動電流控制在安全范圍內(nèi)，改善了因起動電流較大沖擊廠用電而影響其它設(shè)備正常運行的狀況。
5、起動過程采用雙向可控硅，起動過程完成后，接觸器短接可控硅的控制方式，既避免了用接觸器直接控制電機接點易拉弧、粘連、燒壞等故障的發(fā)生，也節(jié)約了能源。
6、軟起動、軟停車方式，減少機械應力，對設(shè)備的沖擊大大降低，保護設(shè)備，延長其使用壽命。
聯(lián)系我們
四川凱捷自控工程技術(shù)有限公司
聯(lián)系人：蔣先生
手機:15328226180
Q Q:1119255492
郵箱:1119255492@QQ.com
地址:綿陽市游仙區(qū)派出所4樓