软启动器与变频器在造球机中的应用

1、软启动器与变频器在造球机中的应用作者：刘辛酉 宋相光 张平简要：软启动器控制采用晶闸管移相控制，会产生严重的高次谐波，影响电气设备的正常运行。变频器控制启动无冲击，在低速状态下也能输出大扭矩，减少对设备的冲击，实现电机斜坡启动，在电机停机过程中也能有很好的停车曲线，使设备的使用寿命得到延长。关键词：造球机；软启动器；变频器1、使用软启动器的造球机电气系统特点：造球机电机采用软启动器启动系统对造球机电机进行启动，启动完毕后启动器进入旁路状态，起动器此时不发生任何作用，依靠电源工频对电机提供电源，电动机以工频方式运行。采用软启动器启动的特点是具有较好的启动性能，参数可调，并具有体积小、功耗低、高可

2、靠性、免维护等优点。可根据不同负载进行调压启动，启动电流小，启动过程平滑无冲击，取代了传统的降压启动器。其原理就是利用晶闸管的移相控制原理控制晶闸管的触发角达到控制输出电压大小的目的，启动过程中，软启动器按照预先设定的启动曲线增加电机端电压，使电机平滑地加速完成启动过程，在整个起动过程中，软起动器的输出是一个平滑的升压过程（且可具有限流功能），直到晶闸管全导通，电机在额定电压下工作。但由于采用晶闸管移相控制，会产生严重的高次谐波，影响电气设备的正常运行，另外软启动器是通过调整软启动器的输出电压来达到软启动的目的，在启动过程时可能会导致启动转矩达不到预期目标，如造球机等带载启动设备可能会因为输出

3、转矩不足导致设备运行不稳定，长期使用对造球机电机本身的绝缘及耐冲击能力也会造成伤害。在运行过程中因为软启动器消耗热耗散功率，损耗大，不能长期处于启动状态，因此需要外加旁路接触器，这样导致造球机电气系统不够稳定，也会导致造球机无法以稳定的速度工作，影响造球机的造球品质。其主要优缺点是：1）采用软启动器能够实现电机的启动平缓，减少对设备的冲击；2）软启动器启动时带来的谐波问题，影响了电网的安全，可能导致有些电子设备（如计算机、仪表等）容易受到干扰，严重时可能无法正常检测。3）无法在启动后对电动机参数进行优化处理，起动后，软启动器处于闲置状态。4）增加了部分电气电路，配线复杂，导致系统不稳定，也增加

4、了检修困难程度。2、采用变频调速器对原造球机电气系统进行改造变频调速器是目前世界上采用的比较先进的异步电机的控制器，其工作原理主要是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。目前主流使用的变频器主要采用交直交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。因电子数字技术的发展，使当前变频

5、器的控制能够更好的满足现场各种场合的使用。主要特点有：1）能够很好的实现电动机的启动无冲击，在低速状态下也能输出大扭矩，减少对设备的冲击，实现电机斜坡启动，在电机停机过程中也能有很好的停车曲线，使设备的使用寿命得到延长。2）能够在运行过程中对设备的转速进行设定，使造球机按照一设定的稳定速度稳定的进行运行。3）在电源波动的状态下，因为变频器是先把交流电变换成直流电再重新转换的装置，拥有强大的自我检测能力及判断能力，这样使得变频器在重新转换输出时，能够再次输出稳定的电机转矩，使造球机能够更加稳定的运行，并能够节省电能。4）系统可靠性能提高，变频器在电机运行过程中投入运行，减少了大量的控制电路，采用

6、数字化控制，也提高了系统的稳定性。5）实现远程控制，在中央控制室能够通过远程设定，设置造球机的速度，并及时反馈电机状态，使操作人员能够及时根据球团品质，及时调整造球机的运行速度，改善造球质量，更加方便生产人员进行生产控制。3、技术对比3.1系统改造完后，由于在启动及运行过程中变频器可使设备运行中稳定转矩，对设备如刮刀等实现无冲击运行，延长了设备的使用寿命。3.2采用变频技术控制设备能够节省电能，设备在正常运行过程中如采用传统方式运行，即使在设备未达到满负荷时，设备还是以满负荷转速运行，在实际生产过程中负荷的不稳定性导致电能损耗过大，采用变频技术改造后通常能节电30%左右，按每台造球机110KW计算，每天耗电110*24=2640千瓦时，每月按29天计算，一年的耗电量为：2640*330=千瓦时；每年可节省的用电为：千瓦时；以每度电单价0.8元/千瓦时计算，每年可节省电费20万元左右。3.3使用变频控制能够实现造球机调速控制，使原来不可调整的造球机速