通风机的启动

1、二、通风机电动机的启动方式 选择通风机电动机的启动方式时须考虑到, 电动机启动时端子电压应能保证通风机启动转矩要求, 同时在配电母线上引起的电压下降不应妨碍同母线上其他用电设备的正常工作, 并且电动机的启动还须符合电动机生产厂家的启动要求 3 。由于异步电动机维护方便、启动控制简单、运行可靠性高, 所以被广泛用于通风机拖动; 由于同步电动机和绕线电动机维护复杂、电气控制设备复杂而越来越少用于通风机拖动, 本文仅对异步电动机的启动方式进行论述。异步电动机的启动方式主要分为全压启动和降压启动2大类。1.1 全压启动 通风机的机械设计通常能够承受全压启动时的机械冲击, 全压启动的启动转矩大, 启动控

2、制设备简单, 是最简单、最可靠、最经济的启动方式, 当电动机容量较小、电源容量足够大、符合电动机全压启动条件时应优先采用全压启动 4 。1.2 降压启动 异步电动机降压启动方式主要包括电抗器降压启动、自耦变压器降压启动、星- 三角降压启动、各种软启动和变频软启动。不论哪种降压启动方式, 虽然降低了启动电流, 但启动转矩减小, 启动时间延长, 绕组温升高, 启动设备复杂, 投资高,只有在电源容量较小、电动机容量较大、不满足全压启动条件时才考虑采用。 不同的启动方式, 启动电流和启动转矩均不同, 适用于不同的电压等级、电动机功率和启动转矩。关闭风门启动的离心式通风机启动转矩较小,属于轻载启动, 各

3、种降压启动方式均易满足离心式通风机的启动。开启风门启动的轴流通风机启动转矩较大, 属于重载启动, 选择的启动方式须满足通风机重载启动时的转矩要求。不停机动叶可调的轴流通风机在启时叶片角度小, 启动转矩较小, 有利于电动机的启动。 用于通风机的软启动装置产品较多, 原理不尽相同, 但目的都是在保证启动转矩的前提下降低启动电压和启动电流。软启动装置仅用于启动过程,启动过程结束即刻转入工频全压回路, 软启动装置不需在线运行, 设备维护相对简单、可靠性高。随着变频技术的发展和国家节能减排政策的实施, 变频装置因其良好的启动特性和调速性能而广泛用于通风机控制, 变频装置不仅用于电动机启动, 而且可以在线

4、运行用于通风机运行全过程及通风机的停车阶段, 所以变频装置既可满足通风机的软启动、软停车, 又可实现通风机的变速调节。因此变频无级调压软启动是目前最先进、最优良的软启动技术 。1.2.1 星三角降压启动( Y /) 三相鼠笼异步电动机的星角启动,即启动时将电动机的定子绕阻连接成星形, 待启动结束后再换接为角形正常运行。这种启动方法的优点是启动时的启动电流仅为直接启动时的1 /3, 亦启动电流仅为额定电流的2倍左右, 故大大减少了对电网的冲击; 缺点是启动转矩跟直接启动转矩比降为1 /3, 故只适用于轻载启动或空载启动, 而不适应重载启动。电动机星􀀁 角启动时应检查电动机的电压

5、是否符合Y􀀁 􀀂 启动要求。对于660 V 电网, 如果电机铭牌标志为􀀁 660 V /380 V, Y /D􀀁, 则不可采用Y /D 启动, 因为该电动机角接时,只能用于380 V电源, 用于660 V 时势必烧毁电机。另外, 即使角接380 V电机, 若接线盒处没有引出6个端子而只有3个也不具备Y􀀁 D 启动条件。1.2.2自耦变压器降压启动 自耦降压启动时通过自耦变压器(即补偿启动器) , 将降低了的三相电压施加在电动机定子上, 待启动结束后再恢复到正常供电的启动方式。这种启动方式的优点是, 启动时

6、不仅能使电网稳定, 而且较其他降压启动方式能获得较好的启动特性, 故可用于启动较重的负载。缺点是结构较为复杂。费用较高。启动时应注意, 再启动时间间隔不应小于4 h(高压自耦启动器为6 h ), 该时间指超过连续启动时间后的再启动时间。1.2.3转子串电阻启动 为了限制启动电流, 绕线型异步电动机常常采用转子串电阻的方法启动。为保障启动的平稳, 减小启动电流对电网和机械的冲击, 通常串入多级电阻(最多达八级)。在启动过程中利用时间原则和电流原则将电阻逐段切除(图2是按时间原则分段切除的三级电阻)。优点是原理简单、易维护, 缺点是体积较大, 接线复杂, 稳定性不高。图2 绕线型异步电动机转子串3

7、级平衡启动电阻电动机初启动串入全部电阻, 待一定时间间隔后1KM、KM、3KM分段切除电机全速运行。1.2.4 转子串频敏变阻器启动 频敏变阻器是串接在绕线式三相异步电动机转子回路内使用的有铁芯的三相线圈式启动设备。因其阻抗值随启动过程中转子电流频率的降低而自动变小(异步电动机由启动时的50H z到稳定运转的2H z左右) , 故称频敏变阻器。而频敏变阻器的阻抗是由铁损所形成的等效电阻的线圈所形成的电抗构成, 它们的值均随转子电流频率增减而增减。这样电机启动时变阻器的阻抗很大, 对启动电流的限制会很有效。随着转速的升高转子电流的减小,变阻器的阻抗便相应地减小, 从而使电动机在恒转矩下平稳启动。

8、1.2.5 晶闸管降压启动1) 煤矿主通风机所使用的电动机功率很大,它的启动电流如采用直接启动, 启动电流将上千安培, 这不仅给供电线路, 而且给供电设备带来很大的风险。主要表现为电压突然下降, 损耗增加, 使电缆和电器设备过载运行, 引发事故; 在启动过程中产生高次谐波。引起系统过电压; 相邻电动机工作时在主通风机启动过程中将会造成堵转, 产生闷车现象,造成电动机烧毁。另外主通风机在第一次启动过程后未启动, 再次启动需有较长的等待空间, 这对煤矿安全生产极为不利。因此需采用软启动较有利。2) 晶闸管降压启动是采用大功率可控硅做主回路开关组件, 人为改变可控硅的导通角的大小来实现电动机电压的平

9、稳升降的无触点通断。使电动机的启动电流控制在合理的范围内, 减少电流冲击和转矩冲击对电网、电动机本身及其负载机械设备带来的不利影响。3) 晶闸管降压调速就是改变转差率S的调速方法, 定子电压越低, 机械特性越软。因此定子调压调速比较适合于风机、泵类特性的负载, 可以获得较宽的调速范围。但在低速下运行功率因数低、电流大、效率低。在现实中常采用闭环调速系统。在交流电源与三相异步电动机之间接入晶闸管元件作为变流调压器, 每相电流均正反流动。闭环系统不仅可以提高机械特性的硬度, 并可在一定静差的条件下获得较宽的调速范围和一定的过载能力。晶闸管降压启动闭环模式如图3。1 晶闸管闭环调速装置; 2异步电动机定子部分;3 异步电动机转子部分; 4 接触器主触点;5转子外串电阻图3晶闸管降压启动闭环模式原理晶闸管调压调速的优点是: 调速平滑、减少启动过程中引起电网电压降; 减少电动机的冲击电流而引起电动机局部过热;采用闭环系统时, 特性较硬, 调速范围宽, 减少硬启动带来的机械冲击力对传动机械(轴、啮合齿轮