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供水系统中软起动器的应用

摘要 ：本文介绍了软起动器的起动方式及内置旁路型运行软起动器在供水系统中的应用实例。应用软起动器的软起动和软停车功能可减少和消除供水系统中的“水锤”效应，减少直接起动和有级减压起动对电及控制设备的冲击，延长供水设备的使用寿命。

1、引言

在供水系统中，笼型交流异步电动机是应用最广泛的电气设备。传统的电机起动设备如星－三角起动器、自耦减压起动器等都是有级起动，它存在着明显的缺点，如在起动过程中存在着起动电流对电和负载的冲击，降低了负载的可靠性及使用寿命;特别是在起停车过程中，会产生巨大的“水锤”效应，使供水管、水泵遭到损坏。随着我国基本建设的不断发展及供水设备的大量应用，传统的电机起动设备亟待改进。软起动器将是传统起动设备的绝好替代品。

2、软起动器

软起动器是新型的电机起动设备，它采用大功率晶闸管作主回路开关元件，通过改变晶闸管的导通角来实现电动机电压的平稳升降和无触点通断。起动电流可根据负载和工况任意设定，与传统的直接起动、星－三角起动、自耦减压起动相比，软起动器可以减小起动电流对电的冲击。

由于泵类负载的起动转矩是随着转速东兴的增加而增加，而软起动器也使起动电流逐渐增加，从而使泵类负载的机械特性与软起动器供电特性相吻合，减小了起动电流对泵类负载的冲击，提高了泵类负载的可靠性，延长了其使用寿命。同时，软起动器具有过载、断相、三相不平衡、过电压、欠电压等保护功能，不需加装任何保护元件。特别是天津诺尔哈顿电器制造有限公司生产的内置旁路型运行软起动器，在其内部设置了一个专用接触器与可控硅并联，减少了旁路型软起动器的外部联接接触器及保护元器件，使软起动器形成一个整体，减少了成套设备的复杂线路，使控制设备更简洁，使用更方便。

3、软起动器的起动方式及停车方式

3.1 软起动器的起动方式主要有以下几也能够检测1定扭矩下的转角；种:

（1）斜坡恒流起动方式

斜坡恒流起动方式如图1所示:

图1 斜坡恒流起4、装备的运行环境也是1个值得关注的点动方式

这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加，当电流达到预先所设定的电流值后保持恒定，直至起动完毕。这种方式主要用在轻载起动。在起动过程中，电流上升变化的速率可以根据电动机负载进行调整和设定。电流上升速率大，则起动转矩大，起动时间短。此种起动方式的缺点是在起动时难以知道起动压降，不能充分利用压降空间，损失起动力矩，对电动机不利。

（2）斜坡升压起动方式

斜坡升压起动方式如图2所示:

图2 斜坡升压起动方式

这种起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管的导通角，使之与时间成一定函数关系增加。这种方式主要用在重载起动。优点是起动转矩特性抛物线型上升对拖动系统有利，起动平滑，柔性好，对拖动系统有更好的保护，延长拖动系统的使用寿命。其缺点是，由于不限流，在电机起动过程中，有时会产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电影响较大（天津诺尔哈顿电器制造有限公司生冲模产的软起动器在电压斜坡起动方式下对电流的限定值是额定电流的4.5倍）。贺卡

（3）突跳加电压斜波起动方式

突跳加电压斜波起动方式如图3所示:

图3 突跳加电压斜波起动方式

突跳加电压斜坡（又称转矩加突跳控制）起动理解方面不尽1致是在斜坡升压起动方式的基础上加一个电压突跳（又称转矩突跳），它是在静惯量较大时用电压斜坡起动比较困难的场所，如风机负载。该起动方法，在一般负载中较少应用，适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。

3.2 软起动器的停车方式:

软起动器的停车方式主要有软停车和自由停车两种。

在供水系统中，传统的起动装置因突然停车和起动会产生巨大的“水锤”效应，使管道，甚至水泵遭到损坏。为减少和防止“水锤”效应，需要电机逐渐停机，即软停车，采用软起动器能满足这一要求。软起动器的软停车特性消除了由于自由停车带来的拖动系统反惯性冲击，是需要软停车设备的最佳控制装置。

4、软起动器在供水系统中的应用实例

4.1 设备情况

河北文丰钢铁有限公司除尘加压泵组供水系统有2台160kW水泵，一备一用，原来采用的起动设备是自藕式减压起动设备，所以水泵在起动时，对电的冲击很厉害，同时，冲击转矩和“水锤”效应使得电机和水泵的寿命大大降低、电气元件的故障率很高，给供水管也带来了危害。通过技术改造，选用了天津诺尔哈顿电器制造有限公司生产的TJNR1系列160kW内置旁路型运行软起动器作为起动设备