羅茨鼓風(fēng)機(jī)的軟啟動(dòng)技術(shù)

山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨風(fēng)機(jī)、水冷羅茨風(fēng)機(jī)、油驅(qū)羅茨風(fēng)機(jī)、低噪音羅茨風(fēng)機(jī)，贏得了市場(chǎng)好評(píng)和認(rèn)可。

隨著工業(yè)化規(guī)模的不斷擴(kuò)大，大型動(dòng)力設(shè)備應(yīng)用的急劇增加，羅茨風(fēng)機(jī)啟動(dòng)這個(gè)令人棘手的問題引起了人們的重視。促進(jìn)了人們對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)調(diào)速問題的關(guān)注和研究。
交流電機(jī)以其優(yōu)異的性能和維護(hù)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，交流電機(jī)通常有三種啟動(dòng)方式：直接啟動(dòng)、（恒頻）降壓起動(dòng)及變頻變壓起動(dòng)。直接啟動(dòng)是直接給電機(jī)加額定電壓，它的特點(diǎn)是啟動(dòng)速度快。然而電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)一般有以下幾個(gè)限制條件：
（1）生產(chǎn)機(jī)械是否允許拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)，這是先決條件。
（2）電動(dòng)機(jī)的容量應(yīng)不大于供電變壓器容量的10%一15%。
（3）啟動(dòng)過程中的電壓降應(yīng)不大于額定電壓的15%。
對(duì)于中、大功率的電動(dòng)機(jī)一般不允許直接啟動(dòng)，而采用一定的啟動(dòng)設(shè)備，方可完成正常的啟動(dòng)工作。若電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)，雖然啟動(dòng)速度快，但造成的危害更大，主要表現(xiàn)在：
（1）對(duì)電網(wǎng)的沖擊。直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流可達(dá)額定電流的4―7倍，造成電網(wǎng)電壓跌落，欠壓保護(hù)可能動(dòng)作，導(dǎo)致設(shè)備跳閘，使電機(jī)啟動(dòng)失敗并影響其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行。
（2）對(duì)電機(jī)的沖擊。過大的啟動(dòng)電流會(huì)使電機(jī)的繞組迅速發(fā)熱，加速其絕緣老化，從而影響電機(jī)的電氣壽命。直接啟動(dòng)產(chǎn)生的過大沖擊轉(zhuǎn)距往往使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子籠條、端環(huán)斷裂，定子端部繞組絕緣磨損，擊穿或轉(zhuǎn)軸扭曲等。
（3）對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的沖擊。突然的沖擊轉(zhuǎn)距往往易損壞與電動(dòng)機(jī)相連的聯(lián)軸節(jié)或傳動(dòng)齒輪，撕裂傳動(dòng)皮帶。過大的沖擊力會(huì)造成傳動(dòng)的其他設(shè)備非正常的磨耗和老化，影響設(shè)備精度，縮短其壽命。
所有這些都會(huì)給設(shè)備的安全運(yùn)行帶來威脅，頻繁的啟動(dòng)更是如此，因而各種減小電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)沖擊的方法應(yīng)運(yùn)而生。
2 軟啟動(dòng)器及其工作原理
軟啟動(dòng)器是一種集電機(jī)軟啟動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國(guó)外稱為SoftStarter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管交流調(diào)壓器。改變晶閘管的觸發(fā)角，就可調(diào)節(jié)晶閘管調(diào)壓電路的輸出電壓。在整個(gè)起動(dòng)過程中，軟啟動(dòng)器的輸出是一個(gè)平滑的升壓過程（且可具有限流功能），直到晶閘管全導(dǎo)通，電機(jī)在額定電壓下工作。軟啟動(dòng)器主要由串接于電源與被控電動(dòng)機(jī)之間，三對(duì)反并聯(lián)晶閘管調(diào)壓電路串接在電機(jī)定子的三相電路中，以單片機(jī)為控制核心。利用三對(duì)晶閘管的電子開關(guān)特性，控制其觸發(fā)脈沖的遲早來改變觸發(fā)角的大小，從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)定子的端電壓，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程中，晶閘管的導(dǎo)通角逐漸增大，晶閘管的輸出電壓也逐漸增加，電動(dòng)機(jī)從零開始加速，直到晶閘管全導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的無級(jí)平滑啟動(dòng)。
電機(jī)軟啟動(dòng)技術(shù)成功的解決了交流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)造成較大的啟動(dòng)電流，對(duì)供電電壓質(zhì)量影響和供電線路電耗增大以及對(duì)機(jī)械設(shè)備沖擊等問題，現(xiàn)在應(yīng)用廣泛的電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器是傳統(tǒng)的Y-△啟動(dòng)、自耦變壓器啟動(dòng)理想的換代產(chǎn)品。
3 軟啟動(dòng)的常見啟動(dòng)方式：?全壓?jiǎn)?dòng)、突跳啟動(dòng)、限流啟動(dòng)。
4 軟啟動(dòng)器的其他參數(shù)
4.1 運(yùn)行狀態(tài)
（1）跨越運(yùn)行
晶閘管全導(dǎo)通，電機(jī)全壓工作。用于要求實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)、軟停止、節(jié)能、故障保護(hù)、報(bào)警、預(yù)制低速等功能的較完整的電機(jī)控制系統(tǒng)。
（2）旁路運(yùn)行
1）軟啟動(dòng)僅在啟動(dòng)和停車時(shí)工作，減輕了SCR熱損耗，延長(zhǎng)SCR壽命。
2）一旦軟啟動(dòng)發(fā)生故障，可由旁路接觸器作為應(yīng)急備用。
3）對(duì)具有節(jié)能、故障保護(hù)、報(bào)警、預(yù)制低速等功能的軟啟動(dòng)器采用旁路使用后，將不具有以上功能。
4.2 停機(jī)模式
（1）自由停車。
（2）軟停車。停車時(shí)，按照預(yù)先設(shè)定好的程序逐漸降低電壓。
5 羅茨鼓風(fēng)機(jī)的軟啟動(dòng)
羅茨鼓風(fēng)機(jī)通常為大慣性負(fù)載，啟動(dòng)時(shí)有很長(zhǎng)的斜坡上升時(shí)間。如果采用直接啟動(dòng)效果不理想。
5.1 軟啟動(dòng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
（1）軟啟動(dòng)時(shí)間從6～120s可供選擇，完全滿足羅茨鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)的要求。
（2）羅茨鼓風(fēng)機(jī)為帶載啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)負(fù)載呈線性增長(zhǎng)，軟啟動(dòng)的特點(diǎn)是啟動(dòng)力矩隨著啟動(dòng)時(shí)間而線性增長(zhǎng)，這樣，軟啟動(dòng)器的啟動(dòng)特性匹配了羅茨鼓風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)要求。
（3）軟啟動(dòng)器啟動(dòng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)可以降低啟動(dòng)電流，減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
5.2 啟動(dòng)軟啟動(dòng)器前應(yīng)注意的問題
（1）檢查電機(jī)的絕緣電阻。這項(xiàng)工作必須在電機(jī)接入軟啟動(dòng)器之前進(jìn)行，因該啟動(dòng)回路由可控硅元件組成，當(dāng)電機(jī)和軟啟動(dòng)器相接后如用高壓兆歐表測(cè)電機(jī)絕緣電阻將會(huì)損壞可控硅。
（2）帶載盤車檢查電機(jī)能否正常靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，否則絕對(duì)不能啟動(dòng)。
（3）檢查羅茨鼓風(fēng)機(jī)、電機(jī)和軟啟動(dòng)器的參數(shù)。檢查的參數(shù)包括電壓、電流、功率以及電機(jī)的極數(shù)。
5.3 軟啟動(dòng)帶電調(diào)試應(yīng)注意的問題
（1）啟動(dòng)信號(hào)發(fā)出后電機(jī)不能啟動(dòng)。出現(xiàn)這種情況的原因有多種，如主回路和控制回路沒有通電；控制線路接線錯(cuò)誤；電機(jī)出現(xiàn)內(nèi)部故障等。
（2）啟動(dòng)信號(hào)發(fā)出后，電機(jī)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)后馬上停止且線路保護(hù)器動(dòng)作。這種情況可能是電機(jī)堵轉(zhuǎn)，應(yīng)排堵后再次啟動(dòng)。
（3）啟動(dòng)信號(hào)發(fā)出后，電機(jī)開始啟動(dòng)，但啟動(dòng)不久就出現(xiàn)保護(hù)跳閘。這種故障原因有電機(jī)熱保護(hù)的參數(shù)調(diào)整太??；電機(jī)極數(shù)與設(shè)計(jì)不匹配；羅茨風(fēng)機(jī)漏風(fēng)等。應(yīng)排除故障后再啟動(dòng)。
（4）不能頻繁啟動(dòng)軟啟動(dòng)器，因頻繁啟動(dòng)的大電流會(huì)燒毀可控硅。要求軟啟動(dòng)次數(shù)為10～20次/h，帶載啟動(dòng)的時(shí)間間隔為3～6min。

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