浅谈大型DTDC主电机启动方式

1、浅谈大型DTDC主电机启动方式摘要：本文主要介绍交流电动机的几种启动方式，针对大型DTDC主电机的负载情况，对主电机的启动方式进行探讨。关键词：电机启动方式DTDC蒸脱机中图分类号：TM3文献标识码：A文章编号：1引言DTDC是集脱溶（Desoloventizer）、烘烤（Toaster）、干燥（Dryer）、冷却（Cooler）于一体的大豆湿粕脱溶设备。随着DTDC向大型化、自动化发展，其主电机的平稳启动和安全运行开始成为人们关注的一个课题，尤其是大容量DTDC主电机启动方式的问题就变得更加突出。交流电动机的启动必须根据电机的容量、电动机的启动电流大小及负载变化等情况做综合考虑后，才能选择合

2、理的启动方式。下面分析常用电机启动方式的优缺点，结合实际工艺情况，优化大容量DTDC主电机（电机容量200KW）启动方式。2电机启动方式及其优缺点介绍2.1全压启动全压启动是现在最常用的一种启动方式，也称为直接启动。它是将电动机的定子绕组直接接入额定电压启动，因此也称为直接启动。全压启动具有启动转矩大、启动时间短、启动设备简单、操作方便、易于维护、投资省、设备故障率低等优点，为了能够利用这些优点，目前设计制造的笼型感应电动机都按全压启动时的冲击力矩与发热条件来考虑其机械强度与热稳定性。全压启动的缺点是启动电流大，笼型感应电动机的启动电流一般为额定电流5-7倍，如果电动机的功率较大，达到可与为其

3、供电的变压器容量相比拟时，电动机的启动电流将会引起配电系统的电压显著下降，影响接在同一台变压器或同一条供电线路上的其他电气设备的正常工作。全压启动时，较大的启动电流还会造成电动机绕组因过热引起高温，从而加速绝缘老化。2.2星三角启动对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电机来说，如果启动时定子绕组接成星形，待启动完毕后再接成三角形，就可以降低启动电流，减轻它对电网的冲击。采用星三角启动时，启动电流只有原来按三角形接法直接启动时的1/3，但启动转矩也显著降低到直接启动转矩的1/3。如果在此时将电压U加大电动机额定电压Ue，则电动机的转矩一下就从1/3跳到最大转矩Mm，这样的启动过程是跳跃

4、的、不平滑的，一般这种降压启动控制技术可靠性差，不稳定，并有二次冲击电流，每次启停都会造成对电网和机械设备的冲击，引发一系列的技术问题。若DTDC重载启动，虽然启动电流有所减少，但是启动转矩小的更多，使启动时间延长，发动机发热更严重，甚至烧毁电机。故星三角启动主要适用于无载或者轻载启动的场合。2.3软启动软启动器是集电动机软启动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电动机控制装置，国外称为softstarter。软启动器的构成主要是串接于电源与被控电动机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。软启动器的工作原理是，控制电路运用不同的方法，控制三相反并联晶闸管的导通角，使电动机输入电压从零

5、以预设的函数关系逐渐上升，直至启动结束，赋予电动机全电压，实现软启动。在软启动过程中，电动机启动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。电动机的软启动技术有磁控软启动、SCR软启动和液阻软启动等几种不同的方式，其启动类型有：（1）电压斜坡式软启动，通过调节电动机输入电压的升高速率来实现电动机的软启动，适用于不同斜率电压升高量的启动，是一种常见的启动方式。U1(30)为电动机启动所需最小转矩对应的初始电压。当电动机启动时，软启动器的输出电压迅速上升到整定值U1，然后按设定的速率逐渐增加，直至达到电网电压。此种软启动一般适用于轻载或空载的启动，也适用于启动转矩随着转速的增大而增大的设备，如普通车床、冲床及抽

6、水泵等。（2）阶跃恒流式软启动，对于一些启动转矩要求比较大的设备（如采用斜坡启动）通常不能用正常地方式启动，需要采用阶跃恒流式的软启动方式，在初始启动时，将电动机的启动电流瞬间增大到所设定的启动电流值I、并保持电流大小直至完成启动过程。这种启动方式在启动瞬间的启动转矩较大，适用于较大负载的启动，如一些带负载启动的设备。（3）脉冲恒流式软启动，它可附加在限流软启动方式中，适用于需要较高启动转矩的设备，从而较快地完成电机启动过程。用户可自行选择脉冲时间。该方式启动初始阶段有一个较大的启动冲击电流，大于设定的恒流启动值I，从而产生较大的冲击矩去克服较大的静摩擦转矩，以此启动设备，进而即进入恒流启动阶

7、段，直至启动完毕。脉冲恒流软启动方式的启动冲击转矩大，适用于皮带输送机、粉碎机的满载启动等重载启动。但是，突跳会给电网发送尖脉冲，干扰其它负荷，应用时要特别注意。然而软启动器仍有一个缺陷，那就是不能长时间或频繁用于启动扭矩要求很高的电动机驱动装置上。这种局限性主要因为，软启动器工作时发热，启动一次后需要一定时间散热，又因其热容量不大，短时间内（热量未散掉）连续启动会损坏软启动器。DTDC会出现满载过负荷启动的现象，因启动瞬间需要很大转矩去克服巨大的静摩擦力和物料惯性，在这种大转矩下运行电机，只会延长线路尖峰电流持续时间，为避免烧毁电机，故需要短时间内多次点动电机，此时软启动器不能满足这样的启动

8、要求。2.4变频启动变频启动是在变频调速系统中，用逐步提高电动机定子绕组的供电频率来提高电动机的速度。这种启动方式也降低了电动机的端子电压和启动电流。因为变频调速改变了异步电动机的同步转速，保持了电动机的硬机械特性，与其他启动方式相比，启动电流小而启动转矩大，对设备无冲击力矩，对电网无冲击电流，既不影响其他设备的运行，又有最理想的启动特性。变频器启动，虽具有良好的静、动态启动特性（能以1.5倍额定电流、额定转矩启动电机），启动电流倍数可以在一定的范围内随意调节、实现了恒电流、恒转矩启动电机的目的。但价格昂贵（高压电机每KW达到1000元、低压电机每KW近500元）、结构复杂、运行维护难度大，同

9、时DTDC主电机启动后要恒速运行，不需要调速，所以用它启动电机，目前显然不是合理的选择。3大型DTDC电机负载分析以皇冠DTDC为例，大致分为11层结构，从上而下依次为：三层预脱盘、三层脱溶层、一层汽提脱溶层、三层热风干燥层、一层冷却层。依据对蒸脱机结构的分析，了解到大型DTDC搅拌转轴长，搅拌叶直径大，其转动惯量比一般负荷的大得多，启动时的机械惯性阻转矩也大得多。如果是在满负荷时启动，将因蒸汽阻力、豆粕阻力、摩擦阻力等因素，致使DTDC的启动要非常困难，启动加速的时间较长。结合工艺综合分析为：DTDC空料时，电机启动负载远小于额定负载；DTDC进料时，电机启动负载则逐步增大，直到接近额定负载；当DTDC满料时，电机启动负载远大于额定负载，属于重载；DTDC正常运转时，因物料的巨大惯性作用，电机负载略低于额定负载。4DTD