试述电动机的几种起动运行方式比较变频器应用意义

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 试述电动机的几种起动运行方式比 较变频器应用意义 摘要：较大功率电动机在煤矿生 产过程中应用是非常广泛的,它的优点是 速度快、效率高、适用范围广等。本人 从事机电工作多年，正确选择电动机起 动运行方式，是保证正常生产，安全生 产，节能降耗、经济运行来说都是非常 重要的。 中国论文网 /8/view-12885812.htm 关键词：直接起动；自耦减压起 动；星三角起动；软起动器；变频器 直接起动： 全压直接起动的电 动机，适用于小功率电动机，电动机功 率小于 11kw，从节能的角度考虑，不 宜用此方法。优点是操纵控制方便，维 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 护简单。缺点：产生扭矩大，耗电量高， 直接起动时的起动电流以 67Ie，起动 电流大，一般不采用此种方式起动。 自耦减压起动： 它利用自耦变压器的 多个抽头来实现减压的，通过多个抽头 调节起动转矩，它能够适应于不同的负 载起动电动机，能够得到更大的起动转 矩，它是一种常用来起动较大功率电动 机的减电压方式。优点：起动转矩较大， 当绕组的抽头在 80%处时，起动转矩直 接达到起动时的 60%以上。缺点：高耗 能，起动电流大。 星三角起动：当正 常运行的定子绕组为三角形接法的三相 异步电动机时，起动时定子绕组改变接 成星形，等电动机起动完毕后，再将电 动机定子绕组改接成三角形接法，这种 起动降低起动电流，减轻了它对电网的 冲击，也减小了对馈电、开关、变压器 的电流冲击。这种起动方式是星三角起 动。优点：星三角起动的电流只是原来 三角形接法直接起动时的 1/3 倍。在星 三角起动时，起动电流是额定电流的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 22.3 倍。星三角起动，起动转矩也降 为原来三角形接法直接起动时的 1/3 倍。 这种起动适用于空载或轻载电动机起动。 优点：与别的减压起动器相比较，其结 构最简单，价格也最便宜。即当负载较 轻时，可以让电动机在星形接法下运行。 此时，额定转矩与负载可以匹配，这样 能使电动机的效率有所提高，并节约一 小部分电能。 软起动器：它是晶闸管交流调压 技术与功率因数控制技术的结合,是通过 晶闸管调压实现电动机软起动、软停车， 它没有调速功能. 利用可控硅的移相调 压原理来实现电动机的调压起动，软起 动器，它主要用于电动机的起动控制。 优点：起动效果比以上几种都好。软起 动，可以设置起动时间和起动初始力矩 对设备实现软起动与软停止，并能限制 起动电流。软起动器有好几类，其中一 种在起动过程中，电子式软起动，通过 缓慢加电压，同时控制频率，这样就可 以保证即使低电压下，转矩也能比较大， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 出现在大功率软起动器上，这些设备如 果转矩达不到，无法起动，甚至会烧毁 电动机。软起动器可以一台软起动器带 动多台电动机，使用接触器，通过软起 动器的输出信号，不断触发下去，就可 以实现所有的联控，逐渐逐台顺序起动。 缺点：因使用了可控硅元件，工作时 谐波干扰，对供电系统有一定的影响。 另外电网的波动也会影响可控硅元件的 导通，特别是同一系统中有多台可控硅 设备时。可控硅元件的故障率较高，要 求维护人员专业较高，软起动器系统故 障频繁。 变频器起动：变频器原理是利用 电力半导体器件的通断作用将工频电源 变换为另一频率的电动机控制装置。通 过变频控制电动机运行，是真正的高效 调速方式，效率很高。 变频器能够真 正完全实现软起动、软停止和高效调速， 不论负载有大。变频起动，能根据设定 时间平滑起动，并让设备运行在设定频 率，是电动机控制领域技术含量最高， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 控制功能最全、控制效果最好的电动机 控制装置，它通过改变频率来调节电动 机的转速和转矩。变频器本身就可以实 现网络监控。 因为涉及到电力电子技术，电脑 技术，因此变频器的成本最高，维护技 术人员的要求也高，它主要用在需要调 速并且对速度控制要求高的领域。变频 器起动是通过改变频率的起动方式，它 起动时频率是慢慢递增的，它起动转矩 大，可以调速。 软起动与变频器起动的比较：变 频器是用于需要调速的地方，其输出不 但改变电压而且同时改变频率；具备所 有软起动器功能。它和软起动设备都属 于降压起动。变频器是通过改变频率达 到降压起动的。是全程控制,而且可以由 仪表信号来控制任何时段的电动机转速, 但是它也有缺点，甩掉了软起动器的保 护，如果出现事故，需要紧急断开，可 能坏掉一个接触器，大功率电动机不经 过起动器降压降频，那一拉闸后果是很 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 严重的。软起动与传统减压起动方式的 不同之处是：无冲击电流。软起动器 在起动电动机时，通过逐渐增大晶闸管 导通角，使电动机起动电流从零线性上 升至设定值。对电动机无冲击，提高了 供电可靠性，平稳起动，减少对负载机 械的冲击转矩，延长机器使用寿命。 有软停车功能，即平滑减速，逐渐停 机，它可以克服瞬间断电停机，减轻对 重载机械的冲击，减少设备损坏。 软 起动器和变频器是两种完全不同用途的 产品。软起动器实际上是个调压器，用 于电动机起动时，输出只改变电压没有 改变频率。变频器具备所有软起动器功 能，但它的价格比软起动器贵得多。 在实际工作应用中，软起动与变 频技术起动比较，变频器软起动出现故 障，查找故障时都比较繁琐浪费时间， 但故障处理时因环境较差不允许在煤矿 井下进行焊接元件而变频器更换整体， 软起动造成生产影响也就较多、累计时 间较长，如果是煤矿胶带输送机、空气 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 压所机、主提升机、刮板输送机、主扇 风机都是卡脖子的咽喉要道，造成影响 和经济损失矿井安全就远远超出变频器 自身的价格，在很久以前变频技术还没 有投入到老企业实际工作应用中，一般 情况下选择星三角起动或直接起动的方 式。直接起动或星三角起动，在机械连 接对轮上匹配蛇形弹簧或弹性连接或液 力耦合器连接，起动的瞬间减少了一部 分冲击力，从静态到动态的一瞬间久而 久之，非常容易损坏电动机轴，对轮连 接销、蛇形弹簧及减速器及高速轴。设 备使用周期及寿命大大简短。例：原白 芨沟南四 1900 绞车房的 2.0 米绞车是苏 联 1960 年生产进口的，它的电控系统、 液压系统、制动闸等多次进行改造，于 2000 年改造成变频拖动绞车 2010 年 4 月白芨沟南二采区封闭回收才终止提升 绞车的使用。自应用变频技术，主提升 司机在操作中得心应手，绞车电动机起 动时缓慢开始，根本听不到一点点冲击 的声音。提升绞车提升准确度大大提高， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 提升误差只有不到 20 毫米。运行 10 年 就没有影响过。从以上可以推算出，从 安全上、设备检修、更换配件上、影响 生产时间，直接经济损失和间接经济损 失都大大超出了变频器的价格。例 2： 直接起动或星三角起动，在煤矿井下胶 带输送机，刮板输送机，主扇风机、空 气压缩风机、掘进机、采煤机等本身就 都是较大功率，无法实现节省电能，和 人工。利用恒压控制变频调速系统千万 吨矿井平均每天节电量约 90000kWh。 按照年工作日 300 天估算，采用恒压控 制变频调速系统每年可节电 27000000kWh，电费价按 0.9 元/kWh 计 算，每年可节约电费 24