软启动装置在供水系统水泵电机上的应用

李武周
(哈石油勘探开发指挥部 供水供电处 新疆 鄯善 838202)

交流鼠笼型异步电动机是油田应用广泛的用电设备。但他是反电动势为主的负载，即他以反电动势来平衡外加电压。电机的反电动势随着转子转速的增加而逐渐增大，电动机在启动之初反电动势为o，所以启动时冲击电流很大，在电机容量较大时，会对电网及其他负载造成干扰甚至危害电网的安全运行。为了解决这个问题，采用多种降压启动方式：早期的串联电抗或电阻启动方式、自耦变压器降压启动方式、星-三角转换启动器等。

利用晶闸管交流调压技术制作的软启动器则是从20世纪70年代开始推广的，以后美国宇航局工程师诺瓦又把功率因数控制技术结合进去，以及采用微电脑代替模拟控制电路，发展成现代的智能化软启动器。目前世界上许多电气公司都生产软启动器，GE公司的软启动器功率达到850 kW，额定电压500V，启动电流5 900A。美国BS公司还生产中压6-13kV，8kV同步或异步电动机，其功率达到10万kW。

1.笼型电动机几种启动方式的比较

鼠笼型电动机几种启动方式的比较如表1所示。

2 软启动器的工作原理

图1为软启动器主电路。可以看到他实际上是一个晶闸管调压调速的线路，改变触发导通角。，就可调节晶闸管调压电路的输出电压。其主要特点是电动机的转矩近似与定子电压的平方成正比。

用软启动器启动电机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直至晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上。

3 在供水系统水泵上应用

在吐哈油田应用情况：吐哈油田先后在水源转水系统中使用了施耐德公司的智能软起动300kW一台，运用其一拖三功能实现了三台电机的软启动。在鄯善转水泵房站使用了一台160kW施耐德AITISTART 46软起动器拖动三台132kW电机，在油田各水井配电装置中广泛使用了AITISTART启动器加无功补偿的技术，实现了吐哈油田供水系统的软启动及节电运行。选用泵控方式，提供了平滑的无级电动机加速，并且通过减少转矩波动，来减轻对电机、泵的损伤。从运行情况看来。达到满意效果。

3．1 泵控功能的实现

泵控功能是根据泵工作的特性曲线而选择的一种电机控制方式之一，该功能通过平滑地对电动机加速和减速，使泵在启动和停机期间减少水锤。微处理器分析电动机转速的变化，并发出指令控制电动机和降低在系统中产生喘振的可能性。启动时间可在o～30s范围内设置，停机时间可在0～120s范围内设置。

3．2 运行状态
软启动器可以有4种运行状态：

(1)跨越运行模式 晶闸管处于全导通状态，电动机工作于全压方式，电压谐波分量可以完全忽略，这种方式常用于短时重复工作的电动机，如图2所示。

(2)接触器旁路工作模式 在电动机达到满速运行时，用旁路接触器来取代已完成启动任务的软启动器，这样可以降低晶闸管的热损耗，提高系统的效率。在这种工作模式下，便有可能用一台软启动器去启动多台电动机。

(3)节能运行模式 当电动机负荷较轻时．软启动器自动降低施加于电动机定子上的电压，减少了电机电流的励磁分量，从而提高了电动机的功率因数。

(4)调压调速模式 软启动器既然是用晶闸管调压原理来实现的，他就可作调压调速运行，由于电动机转子内阻很小，其调速范围很小，只能在转差率为o～Sm间调整．要得到大范围的调速，就需在电动机转子中串入适当的电阻。

4 应用软启动器后的特点

(1)采用泵控制功能，可以根据泵类负载特性检测电动机的相关参数并自动调节输出转矩，以限度地减少机械冲击现象。

(2)相间平衡，利用相间平衡的功能，SMC控制器能连续监测三相线电压，并自动调节输出电压以平衡电动机的三相电流。

(3)节能器，由于注水泵在工频运行下，电动机处于轻载或欠载的状态。具有节能器功能的SMC控制器，用他内置的反馈电路连续检测电动机负载。因为晶闸管可控输出电压，电动机的功率损耗通过减少电动机端子电压而降低。

(4)内置的过载保护功能可以省去热继电器，使控制柜布线更加简单、迅速。

(5)不需要增加任何传感器或仪表，就可读取电机的运行参数，如：电压、电流、功率、千瓦时、运行时间等。

(6)该控制器可支持多种通讯协议。如RS232／422／485-DFl．DH-485等，为实现计算机数据采集和集中控制提供了通讯接口。

5 结 语

软启动装置在水泵电机上使用，与采用自耦变压器相比。改善了启动特性，减少了机械损伤，减小了体积，加上灵活的使用方式及完善的功能，是理想的电机拖动装置。