论双速电机的软起动及其控制系统的设计.pdf

1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 设计研究 论双速电机的软起动 及其控制系统的设计 魏 鹏 摘要本文介绍了用一台软启动器起动四台双速电动机的控制方法 , 并探讨了双速电机从低速到高 速 、 高速到低速切换的控制方式 。 关键词软起动双速电动机控制切换 丰 甲 丫 洛 一 , 甲 一 ︺ 。 环保行业作为新兴产业 , 正迅速崛 起 , 其设备的多科性和复杂性颇受业界 的关注 。在污水处理厂 的转刷曝气机 、 转 蝶曝气机 、 通风和鼓风设备上 , 双速电动 机被普遍应用 。 双速电动机为 牡日型鼠笼式感应电 动机 。一般有两种结构形式 一为双速电 机内设置有不 同的两套独立的定子绕 组 , 并分别引出各自的三个接线端子其 控制上各经过相应的一台断路器或交 流接触器 , 使电机在低速或高速下切 换运行 。 控制方式比较简单 , 只需使低 、 高速控制断路器或交流接触器 互为 闭锁 , 且高速转低速时经延时切换即可 。 另一种为电机内设置有一套独立的定子 绕组 , 绕组引出六个接线端子 , 本文就以 此种双速电动机在转刷 、 转蝶曝气机上 的应用为例 , 对其电机的软起动和电气 控制予以探讨 。 双速电动机的转矩和起动电流 , 为所驱 动的电机在起动过程中提供完善的保 护 , 并在低负载运行过程中节省电能方 面具有独特的优点 。 在选用起动双速电机的软启动器 宁 甘 ’队 一 、 双速 电动机 的软起动 转刷 、 转蝶曝气机 , 依据污水处理中 曝气量的工艺需求 , 无论是起动过程还 是从低速运行切换到高速运行 , 或者从 高速运行切换到低速运行 , 都是在重负 载下进行的 , 一般电机功率都比较大 。如 直接起动 , 起动电流可达 一 倍的额定 电流 , 较大的起动电流势必对电网严生 严重干扰 , 这就需要选择合适的起动万 案 。随着电子技术的发展, 电子式软启动 器得到广泛应用 , 它不仅是传统起动方 式的有效替代品 , 而且还是一种低成本 的电动机起动方式 。 它利用晶闸管的移 相调压技术来控制起动电压和起动 电 流 , 在起动过程中能够降低电流消耗 , 并 将电机的起动转矩降至最小 , 通过相角 控制 , 改变电机端电压从起始电压稳步 提高 , 直至达到额定的工作电压值 。与直 接起动相比 , 电机可以在较低的起动电 流下能够平稳地起动 , 当电机起动时 , 其 输入电压从预设值开始按一定的起动曲 线逐渐上升到额定值 。 与脚 △起动相 比 , 连续控制无需任何转换 , 它提供了平 滑 、 无级的电动加速 , 从而避免了转换过 程中出现的尖峰电流 , 起动结束后 , 软启 动器退出工作 , 电网电压投入 , 使电机在 额定工作电压下运行 , 主 电路接线见 图 示 , 其中邓为软启动器 。 该图利用一 台软启动器进行一拖四的起动本图仅 画了一台电机主接线 , 其他三台类同 , 既经济又实用 软后动器能够通过限定 图主电路接线图 时 , 其不仅容量应根据电动机中最大一 台起动负荷考虑 , 而且与一般电机的软 亏 机电信息年第期总第期 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 设计研究 启动器有所不同 , 因双速 电机为变极式 电动机如极 。 这就要求软启动 器 , 具有用于起动双速电机的双重斜坡 的功能 , 并通过不同的输入方式供选 择 , 不同的起动时间通过电位计的设 置 , 使起始电压对两个功能均适用 。 同 时要求软启动器能适应重载起动的驱 动场合 。 当需用不同的参数来完成顺序 起动时可使用多套不同的参数 。 二 、 双速电机 的 自动控 制系统 图电机绕组△连接 低速 当起动方式采用一拖四式时 , 电气 调速控制线路如图所示 。 双速电机的 起动给电气接线提出了顺序控制的要 求 , 即当一台电机在起动过程中 , 其他 电机不能起动 , 同时也不能影响正在运 行的电动机 , 并且只有在该电机起动结 束后才能起动下一台电动机 , 间隔时间 根据软启动器的要求而定 。 在图中 , 工即 , 为电机的低速起动按钮 , 在起 动中间继电器 八线圈的控制回路中 串接了 、 月的常闭触点 , 这 能被起动 。 同时 , 为了防止高 、低速切换 过程中的电源短路故障 , 在高速控制回 路中串接低速运行交流接触器常闭触点 , 在低速控制回路中串接高速运行 交流接触器常闭触点 , 形成控制回 路间的电气互锁 。 据此所述 , 以电机的控制为例来 介绍几种双速电机 , 控制系统的设计方 案 、 低速起动 、 运行 , 可切换至高速运 行 电气控制过程为 按下按钮 , 线圈得 电使其常开触点 吸合并 自 保 , 此时接触器吸合 , 软启动器投 入 , 电机按设定的起动方式起动 , 当起动 完成后 , 软启动器的内部继电器的常 开触点闭合 , 使中间继电器的常开触 点闭合图中未画出 入线圈回路 , 接 触器线圈吸合并自保 , 电机转由旁 路接触器触点经电网直接供电 。 同 时的常闭触点断开 , 八 、 线圈失 电 , 角虫点断开 , 使软启动器脱离 , 进 入下次起动状态 。 切换 , 中间继电器线圈得电使其常 开触点吸合并自保 , 此时交流接触器 比 失电 , 接触器 、 先获电动作 , 其 常开辅助触点闭合后 ,、才获电动作, 以避免比闭合时电流很大 , 使触 点烧坏 。 同时也改变了电机绕组的接线 形式 , 绕组由三角形 △ 转换为双星形 竹连接见图 , 从而使电动机由 低速运行转换为高速运行 。 兰 一“ ’仄丸 丸 尸尸工声 声 八八 图电机绕组连接高速 图电气控制原理图 样构成了四台电机起动间的电气互锁 , 即保证了在其他电机起动时 , 不能被 起动 。 同理在其他控制回路中串接 的常闭触点 , 使得起动时其他电机不 此时 , 双速电机从起动到旁路运行 其绕组接线为三角形 △ 连接见图 。 若要运行于高速时 , 用 巧 、按钮 、 低速起动 、 运行 , 可切换至高速运 行自加速 如果将图作部分改动 , 亦可实现 自加速控制见图 , 在中间继电器 线圈回路并接一时间继 电器 , 作为自加速延时继电器 , 然后把接触器 。、 工 线圈回路中串接的确良 的常闭 、 常开触点改为相应触点的时间 继电器 。 此时电机由低速运行切换 到高速运时 , 按动 阳按钮后 , 通 电并自保 , 电机仍以低速运行 , 当 延时动作后 , 使双速电机 自加速至高速 运行 。 机电信息年第加期总第期 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 设计研究 针引 切 甲 卜 一 一 卜一卜月 一一 一一 一 仁一 , 图延时后 自加速控制图 、 高速起动 、 运行 , 可切换至低速运 行 主电路的改接将软启动器投入交 流接触器 及星点连接接触器 接至高速侧 。 其控制接线见图 。 根据 、火电厂用电设计技术 规定 “ 当双速 电机用三台断路器或接触器来改变 转速时 , 其控制回路的接线应有闭锁 , 以防止切换过程中造成厂用电源短路 故障从高速档切换到低速档时 , 应有 延时 。 ” 由此 , 当电机从高速运行切换 至低速运行时 , 增设了自减速延时继 电 器盯 ,, 该自减速延时继电器的整定 , 从 按动低速投入按钮 起至电机转速下降到小于 或等于低速运行时的额定 转速之历时为其整定值 。 如果电机转速未下降到小 于或等于低速运行时的额 定转速 , 而投入交流接触 器 , 因电机从高速切 换至低速断电的瞬间将产 生再生电流而对电机有较 大的冲击 , 常期运行将降 低电机的使用寿命 。 划划划划划划划划划划划划划划划划划 婉婉婉婉婉婉婉 一咒 、、理 拼廿蒸蒸蒸 北北北北北北北 陈陈陈陈陈陈陈陈陈 登登登登登登登登登登登登登登登登 缨缨缨缨缨缨缨 ,二抓 一曰 氛丁 卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜 刊刊刊刊卜 卜卜卜 一 巨结 立立立 业业业【衬衬衬衬衬 、、、、、、、、 图外部接线图部分 三 、 可编 程控制系统的实现 如果利用控制系统 , 接线见图 示以 , 为例说明控制回路的设计方 法 , 图中选用 工琳 一 系列 型可编程控制器 。 在该控制系 统中 , 为了节省输入点数 , 将低 、 高速侧 热继电器的常开辅助触点 , 与停机按钮 的常开触点并联后 , 作为一个输入点 , 使 用热继 电器常开辅助触点 , 以利编程方 便 , 其输入点 , 输出点 。 在控制 系统中 , 易于实现软 、 硬件双重闭锁保 护 , 这样使控制系统更具稳定 ‘生、 安全性 和可靠性 , 并可经通讯 口对电机的运行 状况进行实时监控 。 曰 护护工 八八 参考文献 片电力工程 电气设计手册 , 能源部西 北电力设计院 、 张现代电气及可编程控制技术 , 北京 航空航天大学出版社 ‘电气传动自动 化技术手册 , 天津电 气传动设计研究院 今魏鹏 , 金山环 保集团研究所 , 邮编 图电气控制原理图 改 接 页 次起保护作用 。 三 、 室内室外间的防雷保 护 四 、 结论 微波天线的馈线或供电线路是雷电由室外进入室内的途 径之一 。 天线的馈线电缆由室外进入室内时 , 需安装避雷器来 切断雷击电流通过微波天线的馈线进入 。 避雷器是设置在线 路或电气设备上 , 当工作电压正常时 , 装置与地是绝缘的 , 当 雷电侵入或电压增高 , 装置与地由绝缘变成导能并击穿放电 , 将雷电流或过电压引入大地 , 限制电压或电流 , 起保护作用 。 雷电流或过电压过后 , 迅速恢复原来对地绝缘的状态 , 准备再 雷电的发生是是随机的事件 , 一旦发生 , 就造成对人身和 设备的极大危害 , 要高度重视 。 雷电的侵入方式是多种多样 的 , 需采取多种手段进行综合性防治 , 使雷害减少到最低限 度 , 保证通信设备的安全和人身安全 。 机电信息年第期总第期