晶闸管软起动器在水泵上的应用.docx

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1、晶闸管软起动器在水泵上的应用1引言沟通异步鼠笼电动机在直接起动的经过中，将产生57倍于电动机额定电流的起动电流，过大的起动电流严重影响电动机、接触器的使用寿命；同时，由于起动转矩大，增加了转动部件的磨损和额外维护；另外，还会造成很大的电网压降，影响厂用电的平安、稳定运行，尤其是在事故情况下，可能造成事故扩大。所以，需要在电网和电机之间参加软起动器来解决以上问题。随着电力电子技术的飞速开展，晶闸管软起动装置应运而生。三相异步电动机的起停技术发生了划时代的变化。晶闸管软起动产品问世不过30年左右的时间，而其主要性能却大大优于磁控软起动、液阻软起动等传统软起动方式。它的体积小，构造紧凑，几乎免维护，

2、功能齐全，起动重复性好，保护周全，目前已成为软起动领域中佼佼者。结合现场的实际情况，本文具体介绍了晶闸管软起动器在水泵上的应用。2晶闸管方式软起动2.1系统总体构造晶闸管软起动系统如图1所示。在图1中，QS为高压隔分开关，QF1、QF2为真空断路器，SCR为普通晶闸管，M为中压电动机。QF1伺职主电路的通断，QF2伺职电力器件的旁路。在SCR软起动装置里，SCR共6组，每组含根据电压的上下和可控硅的耐压值来确定m的值个相串的SCR。图1晶闸管软起动器主电路原理图2.2系统根本工作原理利用晶闸管的开关特性，通过晶闸管的触发角来改变晶闸管的导通时间，进而控制到电机的输出电压，到达控制电机的起动特性

3、。当电机起动经过完毕后，就让沟通接触器吸合如图1所示意，即QF2吸合，短路所有的晶闸管，是电动机直接连到电网上。2.3起动方式1、电压斜坡软起动电压斜坡软起动方式下的软起动器的输出电压并不是由0上升至额定电压Ue，而是由一个起始电压U0开场的。由于电机的起动转矩和电压的平方成正比，所以电压过低那么电机的起动转矩也很小。假如电机的的起动转矩小于负载转矩，那么电机并不能运行，反而会使电机发热，因此电压斜坡软起动方式下的软起动器的输出电压是从某起始电压U0开场的。起始电压U0要根据负载的特性设定出能使电机运转的最小电压值。2、斜坡恒流软起动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

4、到达预先所设定的值后保持恒定t1至t2阶段，直至起动完毕。起动经过中，电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。电流上升速率大，那么起动转矩大，起动时间短。3、阶跃起动开机，即以最短时间，使起动电流迅速到达设定值，即为阶跃起动。通过调节起动电流设定值，可以到达快速起动效果。4、电压双斜坡起动在起动经过中，电机的输出力矩随电压增加，在起动时提供一个初始的起动电压Us，Us根据负载可调，将Us调到大于负载静磨擦力矩，使负载能立即开场转动。这时输出电压从Us开场按一定的斜率上升(斜率可调)，电机不断加速。当输出电压到达达速电压Ur时，电机也根本到达额定转速。软起动器在起动经过中自动检测达速电压

5、，当电机到达额定转速时，使输出电压到达额定电压。5、限流起动就是电机的起动经过中限制其起动电流不超过某一设定值(Im)的软起动方式。其输出电压从零开场迅速增长，直到输出电流到达预先设定的电流限值Im，然后保持输出电流I这种起动方式的优点是起动电流小，且可按需要调整。对电网影响小，其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。6、突跳起动在起动开场阶段，让晶闸管在极短的时间内全导通后回落，再按原设定的值线性上升，进入恒流起动，该起动方法适用于重载并需克制较大静摩擦的起动场合。以上多种控制方式中比拟有代表性的是电压斜坡和限流软起动。2.4停顿形式1、自由停车当要停顿的时候，按启动按钮，旁

6、路接触器断开，晶闸管不工作，让电机自由停顿。2、软停顿软停顿，相当于软起动的逆经过。当停顿时，断路器先断开，然后由晶闸管将额定电压缓慢降低到一定电压值。3、制动停车制动是使运行中的机车、车辆及其他运输工具或者机械等停顿或者减低速度的动作。制动停车，就是让设备迅速停顿。3水泵3.1概述水泵是输送液体或者使液体增压的机械。它将原动机的机械能或者其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。3.2分类根据泵的工作原理划分为离心泵、旋涡泵、混流泵、轴流泵、电动泵、蒸汽泵、齿轮泵、螺杆泵、罗茨泵、滑

7、片泵、喷射泵、升液泵、电磁泵、潜水泵等。3.3水泵主要特性1、扬程特性水泵的扬程是指水泵可以扬水的高度，通常用H表示，单位是m。扬程以叶轮中心线为基准，分由两局部组成。从水泵叶轮中心线至水源水面的垂直高度，即水泵能把水吸上来的高度，叫做吸水扬程，简称吸程；从水泵叶轮中心线至出水池水面的垂直高度，即水泵能把水压上去的高度，叫做压水扬程，简称压程。即水泵扬程=吸水扬程+压水扬程。扬程特性，以管路中的阀门开度不变为前提，说明在某一转速下，供水扬程与流量见的关心特性，称为扬程特性。养成特性反映了用户用水量大小对供水扬程的影响，即用户的用水量越大，那么管道中的摩擦损耗以及增大流速所需扬程也越大，故供水扬

8、程越小。所以，扬程特性讲明供水扬程是全扬程减去损失扬程的结果。扬程特性与转速有关，水泵的转速下降，其供水才能也下降，扬程特性将下移。2、管阻特性管阻是阀门和管道系统对水流的阻力，其与管路的直径和长度、管路各局部的阻力系数，以及液体的流速等因数有关。管阻特性，以水泵的转速不变为前提，说明阀门在某一开度下，供水扬程与流量之间的关系，称之为管阻特性。管阻特性实际上是管道系统的负载特性，他说明为了在管路内得到一定量的流量，水泵必须提供的扬程。假如供水扬程小于静扬程，将不能供水。当阀门关小时，管阻系数将增加，管阻也将增大，在扬程一样的情况下，流量将减小，管阻特性曲线将上扬。3、供水系统的工作点扬程特性和

9、管阻特性的交点，称之为供水系统的工作点，在这一点上，供水系统既符合了扬程特性，又符合了管阻特性，因此供水系统处于平衡状态，系统可以稳定运行。3.4水锤效应水锤效应是指在水管内部，管内壁光滑，水流动自如。当翻开的阀门忽然关闭，水流对阀门及管壁，主要是阀门会产生一个压力。由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，迅速到达最大，并产生破坏作用。压力的冲击将使管壁受力而产生噪声，如同锤子敲击管子一般，称为“水锤效应。在水利管道建立中都要考虑这一因素。相反，关闭的阀门在忽然翻开后，也会产生水锤，叫负水锤，也有一定的破坏力，但没有前者大。4实际应用4.1工况某自来水厂电网的余量比拟小，为了保证在起动经过中不影

10、响其他设备运行，对水泵起动电流要求很严格。4.2工作原理1、起动水泵由静止状态起动瞬间要克制轴承摩擦转矩为额定转矩的30%50%，在泵流体输送管道中控制阀门的开放和关闭会造成静压，影响起动转矩。水泵属于平方转矩负载，由于通常惯性较大，且起动转矩随转速的进步而增大，起动之初不需要多大转矩，因此而利用软起动将其起动，优先采用转矩类起动方式。由于电机的起动转矩和电压的平方成正比，所以此现场采用电压斜坡起动，可以更轻易控制起动转矩，更好的发挥软起的作用，防止水锤效应。2、停车在水泵的停顿经过中，同样会产生水锤效应。当采用自由停车时，水泵电机立即断电，系统失去驱动转矩，水头会迅速超过电机惯量，使泵电机快速停顿。这种状况会引起管道及阀门的压力突生，易引起管道及阀门的损坏。因此，在水泵的停顿经过中应采用软停顿，延长停顿时间，减缓冲击。4.3起动运行记录某自来水厂的电机为6KV/900KW异步电机，其采用晶闸管软起动器后的起动记录如表1：