
高压磁控软启动技术在电机应用中的重要性
电力系统中的核心动力源之一便是三相异步电动机。在大型工业应用中,电机的功率非常强大。传统的直接启动方式会导致启动电流急剧增大,可能达到额定电流的4-7倍,这不仅对电网造成冲击,还会影响电机自身的启动及其周边设备的运行。实施软启动技术对于高压电机而言具有极其重要的意义。
高压电机软启动主要是指在电机启动过程中,随着反电动势的建立,电机端电压从某个初始值逐渐平滑、无级地上升到全压,转速也从0增加到额定转速。在此过程中,旁路降压器件逐渐甩掉。
电机软启动主要分为有级和无级两大类。有级软启动如定子串电抗或电阻启动、Y-△启动、自耦变压器启动等,虽然操作简便,但存在运行参数固定、效率低、启动时间长等缺点。电机温度的快速上升也可能加速绝缘老化。
无级软启动则包括液阻软启动、晶闸管软启动和变频软启动。每种方法都有其独特的优势与局限:液阻软启动虽然成本低,但不产生高次谐波,适用于重载软启动,但其液阻箱体积大,软启动的重复性较差;晶闸管软启动功能齐全,但高压产品价格昂贵,引发的高次谐波问题严重;变频软启动在限流的同时能维持较大的启动转矩,但其高昂的价格限制了广泛应用。
而磁控软启动则是一种新型的技术。其工作原理是在三相异步电动机的定子回路中串入可控电抗器。在电机启动和停止过程中,通过磁阀式可控电抗器装置控制电机的启动电流。正常运行时,交流接触器吸合,直接给电机定子绕组供电。这种通过控制直流励磁电流来改变铁芯饱和度的过程被称为磁控式电机软启动。
在电机启动时,可控电抗器以最大电感值接入,然后通过调整晶闸管的导通角来连续调节可控电抗器的容量。随着电动机反电动势的建立,电机根据负载特性平稳启动,电磁转矩迅速上升,缩短了启动时间。
磁阀式可控电抗有特殊的结构,其铁芯磁路由大面积段和小面积段串联而成。这种结构使得可控电抗器在运行过程中产生的高次谐波较小,大约为晶闸管控制电抗器所产生谐波的一半。它的伏安特性近似为线性,能有效消除参数振荡现象。
磁控软启动装置的控制核心采用双CPU结构,其中80C196KC负责采集电动机启动电流并调节晶闸管的导通角,而89C55则负责液晶显示、键盘操作及报警功能。这种结构使得控制器模块化设计,安装维护方便,可靠性增强。
整个控制系统中,电流测量电路负责采集电动机启动电流的有效值,电压同步电路则提取晶闸管两端电压的过零信号。还有晶闸管触发电路和人机界面等部分。软件的构成主要分为控制曲线和晶闸管触发两部分。
高压磁控软启动柜集成了以上所有技术,为电机启动提供了一个高效、平稳的解决方案。
