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羅茨風(fēng)機(jī)選擇哪種啟動(dòng)接線方式好？星三角啟動(dòng)、軟啟動(dòng)、變頻器啟動(dòng)對(duì)比視頻講解
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關(guān)鍵詞：
IDrive系列
引言 隨著水泥企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，生產(chǎn)成本的高低決定了水泥企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的地位，水泥生產(chǎn)企業(yè)很大一部分成本浪費(fèi)在能耗上，降低水泥生產(chǎn)過程中的電能消耗越來越引起了業(yè)界的重視。 在水泥生產(chǎn)過程中，風(fēng)機(jī)被大量的采用，而風(fēng)機(jī)負(fù)載耗電量較大，起動(dòng)電流較高，同時(shí)用電動(dòng)閥門、擋風(fēng)板等裝置來調(diào)節(jié)風(fēng)量，工作效率低，而且開動(dòng)閥門時(shí)，還發(fā)出嘯聲和振動(dòng)，經(jīng)常發(fā)生事故；為滿足生產(chǎn)環(huán)境的最大要求，風(fēng)道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的風(fēng)量和壓力往往偏大，功率的偏大設(shè)計(jì)必然造成能量的浪費(fèi)。
變頻調(diào)速技術(shù)作為一種先進(jìn)的電機(jī)調(diào)速方式，其優(yōu)異的性能以及帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益早已為人們所知。實(shí)踐證明在風(fēng)機(jī)的系統(tǒng)中接入變頻系統(tǒng)，利用變頻技術(shù)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風(fēng)量和壓力的變化用來取門控制風(fēng)量，能取得明顯的節(jié)能效果。
上海億思特IDrive系列變頻器在水泥廠風(fēng)機(jī)改造項(xiàng)目中使用
一、窯尾EP羅茨風(fēng)機(jī)改高壓變頻器拖動(dòng)的必要性
遼寧某水泥廠冷卻機(jī)EP羅茨風(fēng)機(jī)（電除塵風(fēng)機(jī)）為日本安川轉(zhuǎn)子繞線異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，原有的運(yùn)行方式為電機(jī)全速運(yùn)行，依靠調(diào)整出口擋風(fēng)板的開度來調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小，由于企業(yè)自身電網(wǎng)容量有限，電機(jī)不允許全壓直接啟動(dòng)，因此選用轉(zhuǎn)子繞線式異步電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)方式是轉(zhuǎn)子串水電阻啟動(dòng)，啟動(dòng)結(jié)束后再自動(dòng)短接轉(zhuǎn)子滑環(huán)，電機(jī)全速運(yùn)行（項(xiàng)目初期運(yùn)行時(shí)，是采用水電阻調(diào)速運(yùn)行方式，但是投運(yùn)后發(fā)現(xiàn)這種調(diào)速方式反而比風(fēng)門調(diào)節(jié)更加不經(jīng)濟(jì)，索性其只作為啟動(dòng)時(shí)使用），這樣的運(yùn)行方式存在如下弊端：
1．風(fēng)門調(diào)節(jié)反應(yīng)滯后，調(diào)節(jié)速度慢，調(diào)節(jié)精度不高。
依靠風(fēng)門調(diào)節(jié)執(zhí)行器來調(diào)節(jié)風(fēng)門開度，本身是一個(gè)不得已的舉措，因風(fēng)門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)含有相當(dāng)一部分的機(jī)械機(jī)構(gòu)，受機(jī)械部分限制調(diào)節(jié)速度有限，調(diào)節(jié)精度亦受到影響，往往對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)量控制不是很到位，甚至滿足不了現(xiàn)場(chǎng)工藝的要求 。
2．風(fēng)門調(diào)節(jié)浪費(fèi)電能，不科學(xué)，不經(jīng)濟(jì)。
采用風(fēng)門調(diào)節(jié)固然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資較小，但是在節(jié)能意識(shí)日益加強(qiáng)的今天顯然不合適，水泥廠初期投建的時(shí)候，出于后續(xù)可能擴(kuò)建及運(yùn)行安全的角度，電機(jī)及風(fēng)機(jī)的裕量選用較大，存在嚴(yán)重的大馬拉小車的現(xiàn)象。事實(shí)上，電機(jī)額定電流為45A，而電機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流平均僅為35A 左右，采用風(fēng)門調(diào)節(jié)，人為改變了風(fēng)道的阻力曲線，大量的能源白白浪費(fèi)在了風(fēng)門上，在能源日益緊缺的今天，顯然已經(jīng)嚴(yán)重落伍，改造勢(shì)在必行。
3．電機(jī)全速運(yùn)行受到考驗(yàn)，維護(hù)周期短。
因電機(jī)全速運(yùn)行，電機(jī)軸承等機(jī)械部分磨損嚴(yán)重，另外，由于是轉(zhuǎn)子繞線式異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子的高速運(yùn)行對(duì)于其機(jī)械部分一樣有百害無(wú)一益，轉(zhuǎn)子滑環(huán)上的碳刷磨損相當(dāng)嚴(yán)重，更換周期短。
4．啟動(dòng)過程復(fù)雜，水電阻裝置維護(hù)工作量大。
由于企業(yè)自身電網(wǎng)容量有限，電機(jī)不允許全壓直接啟動(dòng)，因此選用轉(zhuǎn)子繞線式異步電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)方式是轉(zhuǎn)子串水電阻啟動(dòng)，啟動(dòng)結(jié)束后再自動(dòng)短接轉(zhuǎn)子滑環(huán)，這樣的啟動(dòng)方式附帶了很多電氣二次回路，啟動(dòng)過程復(fù)雜，而且本身水電阻裝置維護(hù)工作量就比較大，只有在啟動(dòng)過程的20幾秒內(nèi)投入使用，使用效率不高，然而卻不可缺，顯然已經(jīng)屬于落后工藝。
綜上所述，窯尾EP羅茨風(fēng)機(jī)改造勢(shì)在必行，要想徹底改變現(xiàn)有工藝，必須從源頭上下功夫，即通過改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的，以此來滿足現(xiàn)場(chǎng)工藝的要求。
二、調(diào)速方式的選擇
目前，大功率高壓異步電動(dòng)機(jī)的主要調(diào)速方式有以下幾種：串級(jí)調(diào)速、內(nèi)反饋串級(jí)調(diào)速、液力耦合器調(diào)速及變頻調(diào)速等。
1.串級(jí)調(diào)速—優(yōu)點(diǎn)是可以回收轉(zhuǎn)差功率，所以調(diào)速效率比較高，但存在的問題也很多：它不適合于現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子繞線式異步電機(jī)，必須更換電機(jī)：不能實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，啟動(dòng)過程非常復(fù)雜；啟動(dòng)電流大；調(diào)速范圍有限；響應(yīng)慢，不易實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制；功率因數(shù)和效率低，并隨著轉(zhuǎn)速的調(diào)低急劇下降；很難實(shí)現(xiàn)同PLC和DCS等控制系統(tǒng)的配合，對(duì)提高裝置的整體自動(dòng)化程度和實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制無(wú)益；同時(shí)因控制裝置比較復(fù)雜、諧波污染大對(duì)電網(wǎng)有較大干擾；進(jìn)一步限制了它的使用，屬落后技術(shù)。
2．內(nèi)反饋串級(jí)調(diào)速—內(nèi)反饋串級(jí)調(diào)速是在串級(jí)調(diào)速基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它在普通繞線電動(dòng)機(jī)的定子繞組（稱主繞組）同槽放置一套繞組（稱調(diào)節(jié)繞組）而制造成的內(nèi)反饋串級(jí)調(diào)速電機(jī)，將該電動(dòng)機(jī)部分轉(zhuǎn)子能量取出以改變電動(dòng)機(jī)用以產(chǎn)生拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使主繞組從電網(wǎng)吸收的能量下降來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。優(yōu)點(diǎn)：具有串級(jí)調(diào)速的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，體積小。缺點(diǎn)：需更換專用電機(jī)，滑環(huán)處理不當(dāng)容易出現(xiàn)事故；雖采用頻敏變阻器啟動(dòng)但啟動(dòng)電流仍很大（3-4Ie）,對(duì)電機(jī)和電網(wǎng)的沖擊很大，啟動(dòng)復(fù)雜；調(diào)速范圍很?。惠斎牍β室驍?shù)和效率低；電機(jī)側(cè)由于可控硅的逆變衍生出大量的高次諧波，對(duì)電機(jī)的絕緣造成老化，引起電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、附加發(fā)熱和噪聲污染，所以電纜要求加粗使用；電機(jī)喘振現(xiàn)象無(wú)法消除。仍屬于落后技術(shù)。
3．液力耦合器調(diào)速—屬低效調(diào)速方式，調(diào)速范圍有限，高速丟轉(zhuǎn)約5%-10%，低速轉(zhuǎn)差損耗大，最高可達(dá)額定功率的15%，因效率與轉(zhuǎn)速成正比，低速時(shí)效率極低，精度低、線性度差、響應(yīng)慢、啟動(dòng)電流大、裝置大，必須加裝在設(shè)備和電機(jī)之間，不適合改造；無(wú)法軟啟動(dòng)，耦合器故障時(shí)，無(wú)法切換運(yùn)行，維護(hù)復(fù)雜、費(fèi)用大，不能滿足提高裝置整體自動(dòng)化水平的需要。
4．高壓變頻調(diào)速—由于應(yīng)用了先進(jìn)的電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)和高壓電氣、電機(jī)拖動(dòng)等綜合性領(lǐng)域的學(xué)科技術(shù)，因此具有其他調(diào)速方式無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)：
?。?）變頻器采用液晶顯示數(shù)字界面，調(diào)整觸摸式面板，可隨時(shí)顯示電壓、電流、頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)速，可非常直觀地顯示電機(jī)在任何時(shí)間的實(shí)時(shí)狀態(tài)。
?。?）精確的頻率分辨率和高的調(diào)速精度，完全可以滿足各種生產(chǎn)工藝工況的需要。
?。?）高壓變頻器具有國(guó)際通用的外部接口，可以同可編程控制器（PLC）和工控機(jī)等各種儀表連接，并可以與原設(shè)備控制回路相連接，構(gòu)成部分閉環(huán)系統(tǒng)，如與原DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和聯(lián)鎖控制。
?。?）具有電力電子保護(hù)和工業(yè)電氣保護(hù)功能，保證變頻器和電機(jī)在正常運(yùn)行和故障時(shí)安全可靠。
?。?）電機(jī)可實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、軟制動(dòng)；啟動(dòng)電流小，小于電機(jī)的額定電流；電機(jī)啟動(dòng)的時(shí)間可連續(xù)可調(diào)，減少了對(duì)電網(wǎng)的影響。
?。?）具有就地和異地操作功能，另可通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。
?。?）減少配件損耗，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。
通過對(duì)幾種調(diào)速方式的比較，最終，大連小野田水泥廠決定采用高壓變頻器對(duì)EP風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，對(duì)比了國(guó)內(nèi)外的所有廠家，基于以下幾點(diǎn)原因，選用了利德華福生產(chǎn)的高壓變頻器：
①國(guó)內(nèi)高壓變頻器廠家中業(yè)績(jī)最多；
②系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定；
?、廴形慕缑骘@示，適合國(guó)內(nèi)用戶；
?、茚槍?duì)國(guó)內(nèi)用戶量身定做，盡量考慮國(guó)內(nèi)電網(wǎng)的綜合因素，在其可靠性，安全性方面有其獨(dú)到的技術(shù)優(yōu)勢(shì)；
?、輧?nèi)置PLC，易于改變控制邏輯關(guān)系，適應(yīng)多變的現(xiàn)場(chǎng)需要。
三、改造項(xiàng)目具體實(shí)施方案及過程
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，旁路柜采用了一拖一手動(dòng)方案。此結(jié)構(gòu)是手動(dòng)旁路的典型方案,原理是由3個(gè)高壓隔離開關(guān)QS1、QS2和QS3組成（見圖1，其中QF為原高壓開關(guān)柜內(nèi)的斷路器）。要求QS2和QS3不能同時(shí)閉合，在機(jī)械上實(shí)現(xiàn)互鎖。變頻運(yùn)行時(shí)，QS1和QS2閉合，QS3斷開；工頻運(yùn)行時(shí)，QS3閉合，QS1和QS2斷開。
優(yōu)點(diǎn):在檢修高壓變頻器時(shí)，有明顯斷電點(diǎn)，能夠保證人身安全，同時(shí)也可手動(dòng)使負(fù)載投入工頻電網(wǎng)運(yùn)行等。
缺點(diǎn)：高壓變頻器故障時(shí)，不能自動(dòng)由變頻轉(zhuǎn)為工頻。
現(xiàn)場(chǎng)原有的水電阻裝置繼續(xù)保留，高壓變頻器安裝后，與原有的水電阻二次回路結(jié)合，取高壓變頻器的變頻狀態(tài)信號(hào)（QS1,QS2閉合后輸出變頻狀態(tài)信號(hào)）送至水電阻二次回圖1：高壓變頻器工頻旁路原理圖 路，該信號(hào)有效后通過原有水電阻二次回路，直接短接電機(jī)轉(zhuǎn)子滑環(huán)，切除水電阻裝置，由高壓變頻器對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)；取高壓變頻器工頻旁路信號(hào)（QS3閉合后輸出工頻旁路狀態(tài)信號(hào)），該信號(hào)有效后通過原有水電阻二次回路，恢復(fù)高壓電機(jī)的串水電阻調(diào)速功能，以備高壓變頻器故障期間，用戶仍可以通過原有啟動(dòng)回路啟動(dòng)設(shè)備工頻運(yùn)行。
中聯(lián)水泥廠目前高壓網(wǎng)絡(luò)共有兩條線路，一用一備，當(dāng)一條線路出現(xiàn)故障斷電時(shí)，可以在2秒鐘內(nèi)自動(dòng)切換為備用高壓線路，期間負(fù)荷高壓開關(guān)并不分?jǐn)?，在進(jìn)行高壓變頻器改造前，因風(fēng)機(jī)的慣性比較大，斷電2秒鐘，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速稍有下降，2秒鐘后即恢復(fù)全速運(yùn)行，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝影響可以說是微乎其微，進(jìn)行高壓變頻器改造后，這樣的切換對(duì)由功率器件組成的高壓變頻器而言則凸現(xiàn)隱患，這就需要高壓變頻器具備三秒不停機(jī)功能，滿足現(xiàn)場(chǎng)要求?，F(xiàn)場(chǎng)配備的高壓變頻器為5級(jí)功率單元多電平串聯(lián)結(jié)構(gòu)，其每個(gè)功率單元內(nèi)部的控制單元電源取自移相變壓器的二次側(cè)，當(dāng)高壓掉電瞬間，該控制單元隨即失電，高壓變頻器主控器所有的控制指令無(wú)法通過功率單元控制單元作用于各個(gè)功率單元，因此高壓變頻器將作為高壓失電作停機(jī)處理?；诖朔N情況，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)原有的高壓變頻器內(nèi)部控制邏輯進(jìn)行適當(dāng)修改，即當(dāng)高壓電斷電瞬間，通過變頻器內(nèi)置PLC，對(duì)高壓變頻器主控器進(jìn)行復(fù)位，屏蔽所有功率單元在高壓掉電時(shí)所報(bào)的所有單元故障，直到高壓再次在3秒鐘內(nèi)正常，功率單元帶電正常后，記憶高壓斷電前的運(yùn)行頻率，執(zhí)行飛車啟動(dòng)，因風(fēng)機(jī)慣性較大，此過程對(duì)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速影響微乎其微，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試期間，曾經(jīng)做過類似的實(shí)驗(yàn)，高壓變頻器拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，在高壓開關(guān)就地人為分?jǐn)喔邏洪_關(guān)，三秒鐘內(nèi)再合開關(guān)，高壓變頻器運(yùn)行正常，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速稍有下降，結(jié)論表明，這樣的處理方式完全滿足現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行要求。
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備名牌如下：
高壓變頻器名牌
型號(hào)
IMV-A0-D6/0045-0
輸入電壓
6kV
出廠編號(hào)
額定功率
425kVA
額定電流
45A
出廠日期
電機(jī)名牌
型號(hào)
BST-0
額定電壓
6000V
額定功率
330kW
額定電流
42.8A
額定轉(zhuǎn)速
590r/min
功率因數(shù)
0.8
制造廠
沈陽(yáng)電機(jī)
出廠日期
1995年
四、改造效果
1．節(jié)能效果相當(dāng)明顯，經(jīng)濟(jì)效益顯著
中聯(lián)水泥廠EP風(fēng)機(jī)變頻改造后，取得了顯著的節(jié)能效果，改造前風(fēng)機(jī)風(fēng)門的開度經(jīng)常在40%左右，電機(jī)全速運(yùn)行，改造后，風(fēng)機(jī)變速運(yùn)行，因現(xiàn)場(chǎng)工況變化不是很大，變頻調(diào)速系統(tǒng)經(jīng)常運(yùn)行在31赫茲左右，與調(diào)節(jié)檔板時(shí)的消耗功率大大減小，節(jié)電效果與經(jīng)濟(jì)效益顯著。變頻改造前后，電機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)如下表所示
時(shí)間
調(diào)節(jié)方式
輸入電流（A）
運(yùn)行頻率(Hz)
電機(jī)平均功率（kW）
改造前
風(fēng)門
32
50
266
改造后
變頻調(diào)速
7.5
31
74
上述表格中，改造前電機(jī)平均功率計(jì)算方法為：
32×1.732×6×0.8=266kW
改造后電機(jī)平均功率計(jì)算方法為：
7.5×1.732×6×0.95=74kW
注：變頻運(yùn)行時(shí)，變頻輸入的功率因數(shù)為0.95；電機(jī)工頻運(yùn)行時(shí)，功率因數(shù)為電機(jī)功率因數(shù)0.80。
根據(jù)以上實(shí)際數(shù)據(jù)，可以得出，改造后EP風(fēng)機(jī)的節(jié)電率為：
?。?66-74）/266=72.2%
該設(shè)備每年檢修一次，檢修時(shí)間為30天，其余時(shí)間均運(yùn)行，我們按一年運(yùn)行300天計(jì)算，實(shí)際電費(fèi)按一度電0.5元，則一年節(jié)省電費(fèi)為：
（266-74）×300×24×0.5=69.1萬(wàn)元。
2．改善工藝。
現(xiàn)將改造前及改造后現(xiàn)場(chǎng)工況列表如下：
改造前
改造后
啟動(dòng)方式
串水電阻啟動(dòng)
變頻軟啟動(dòng)
風(fēng)機(jī)噪音
軸承溫升
調(diào)節(jié)反應(yīng)速度
電機(jī)及風(fēng)機(jī)維護(hù)周期
參考上述表格，可以看出：
運(yùn)行在30赫茲左右，電機(jī)及風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度降低，電機(jī)及風(fēng)機(jī)的軸溫降低，噪音降低，整體維護(hù)周期大大縮短；運(yùn)行人員在DCS側(cè)通過監(jiān)控界面很方便的調(diào)節(jié)電機(jī)的運(yùn)行頻率，高壓變頻器的頻率分辨率精確到0.01赫茲，調(diào)節(jié)及時(shí)，調(diào)節(jié)精度高。
改造前用戶曾經(jīng)擔(dān)心電機(jī)降速后，自身冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，電機(jī)散熱效果不好，電機(jī)可能會(huì)有過熱的問題，實(shí)際該問題并沒有出現(xiàn)。因?yàn)殡姍C(jī)降速后，雖然自身冷卻效果下降，但是電機(jī)降速后輸出功率大大降低（電機(jī)輸出功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比），事實(shí)表明，改造后，電機(jī)的溫升不但沒有升高，反而有所下降。
五、結(jié)論
節(jié)約能源是我國(guó)的基本國(guó)策，國(guó)家制定了“節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃”，為落實(shí)此規(guī)劃目標(biāo)，國(guó)家發(fā)改委最近啟動(dòng)了十大重點(diǎn)節(jié)能工程，作為耗能大戶的水泥行業(yè)是國(guó)家宏觀調(diào)控的重點(diǎn)，也是節(jié)能的重點(diǎn)行業(yè)，通過各種措施，如果能把生產(chǎn)每噸水泥電耗控制在100kW?h內(nèi)，按我國(guó)水泥年產(chǎn)12億噸計(jì)算，如達(dá)到節(jié)能指標(biāo)，則每年可節(jié)約百萬(wàn)噸煤，節(jié)電百億度，并且可使廢氣排放量降低，有利于保護(hù)環(huán)境，同時(shí)也降低了企業(yè)成本。該水泥廠EP電除塵風(fēng)機(jī)的變頻改造，達(dá)到了節(jié)電和改善工藝的效果，取得了圓滿成功。目前在我國(guó)，水泥行業(yè)相對(duì)于其它如冶金、電力等行業(yè)，高壓變頻器改造的進(jìn)度相對(duì)緩慢，如果中國(guó)大多數(shù)水泥制造企業(yè)都能如該水泥廠，合理、深度挖掘自身潛力，那么有理由相信，中國(guó)的天將會(huì)更藍(lán)，水會(huì)更清，節(jié)能型的和諧社會(huì)美好前景定會(huì)展現(xiàn)在我們的面前！
樂清市羅卡電氣有限公司
——專業(yè)電機(jī)起動(dòng)設(shè)備制造商
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原標(biāo)題：羅茨鼓風(fēng)機(jī)的軟啟動(dòng)技術(shù)
山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨風(fēng)機(jī)、水冷羅茨風(fēng)機(jī)、油驅(qū)羅茨風(fēng)機(jī)、低噪音羅茨風(fēng)機(jī)，贏得了市場(chǎng)好評(píng)和認(rèn)可。
隨著工業(yè)化規(guī)模的不斷擴(kuò)大，大型動(dòng)力設(shè)備應(yīng)用的急劇增加，羅茨風(fēng)機(jī)啟動(dòng)這個(gè)令人棘手的問題引起了人們的重視。促進(jìn)了人們對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)調(diào)速問題的關(guān)注和研究。
交流電機(jī)以其優(yōu)異的性能和維護(hù)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，交流電機(jī)通常有三種啟動(dòng)方式：直接啟動(dòng)、（恒頻）降壓起動(dòng)及變頻變壓起動(dòng)。直接啟動(dòng)是直接給電機(jī)加額定電壓，它的特點(diǎn)是啟動(dòng)速度快。然而電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)一般有以下幾個(gè)限制條件：
（1）生產(chǎn)機(jī)械是否允許拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)，這是先決條件。
（2）電動(dòng)機(jī)的容量應(yīng)不大于供電變壓器容量的10%一15%。
（3）啟動(dòng)過程中的電壓降應(yīng)不大于額定電壓的15%。
對(duì)于中、大功率的電動(dòng)機(jī)一般不允許直接啟動(dòng)，而采用一定的啟動(dòng)設(shè)備，方可完成正常的啟動(dòng)工作。若電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)，雖然啟動(dòng)速度快，但造成的危害更大，主要表現(xiàn)在：
?。?）對(duì)電網(wǎng)的沖擊。直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流可達(dá)額定電流的4―7倍，造成電網(wǎng)電壓跌落，欠壓保護(hù)可能動(dòng)作，導(dǎo)致設(shè)備跳閘，使電機(jī)啟動(dòng)失敗并影響其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行。
?。?）對(duì)電機(jī)的沖擊。過大的啟動(dòng)電流會(huì)使電機(jī)的繞組迅速發(fā)熱，加速其絕緣老化，從而影響電機(jī)的電氣壽命。直接啟動(dòng)產(chǎn)生的過大沖擊轉(zhuǎn)距往往使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子籠條、端環(huán)斷裂，定子端部繞組絕緣磨損，擊穿或轉(zhuǎn)軸扭曲等。
?。?）對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的沖擊。突然的沖擊轉(zhuǎn)距往往易損壞與電動(dòng)機(jī)相連的聯(lián)軸節(jié)或傳動(dòng)齒輪，撕裂傳動(dòng)皮帶。過大的沖擊力會(huì)造成傳動(dòng)的其他設(shè)備非正常的磨耗和老化，影響設(shè)備精度，縮短其壽命。
所有這些都會(huì)給設(shè)備的安全運(yùn)行帶來威脅，頻繁的啟動(dòng)更是如此，因而各種減小電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)沖擊的方法應(yīng)運(yùn)而生。
2 軟啟動(dòng)器及其工作原理
軟啟動(dòng)器是一種集電機(jī)軟啟動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國(guó)外稱為SoftStarter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管交流調(diào)壓器。改變晶閘管的觸發(fā)角，就可調(diào)節(jié)晶閘管調(diào)壓電路的輸出電壓。在整個(gè)起動(dòng)過程中，軟啟動(dòng)器的輸出是一個(gè)平滑的升壓過程（且可具有限流功能），直到晶閘管全導(dǎo)通，電機(jī)在額定電壓下工作。軟啟動(dòng)器主要由串接于電源與被控電動(dòng)機(jī)之間，三對(duì)反并聯(lián)晶閘管調(diào)壓電路串接在電機(jī)定子的三相電路中，以單片機(jī)為控制核心。利用三對(duì)晶閘管的電子開關(guān)特性，控制其觸發(fā)脈沖的遲早來改變觸發(fā)角的大小，從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)定子的端電壓，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程中，晶閘管的導(dǎo)通角逐漸增大，晶閘管的輸出電壓也逐漸增加，電動(dòng)機(jī)從零開始加速，直到晶閘管全導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)平滑啟動(dòng)。
電機(jī)軟啟動(dòng)技術(shù)成功的解決了交流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)造成較大的啟動(dòng)電流，對(duì)供電電壓質(zhì)量影響和供電線路電耗增大以及對(duì)機(jī)械設(shè)備沖擊等問題，現(xiàn)在應(yīng)用廣泛的電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器是傳統(tǒng)的Y-△啟動(dòng)、自耦變壓器啟動(dòng)理想的換代產(chǎn)品。
3 軟啟動(dòng)的常見啟動(dòng)方式： 全壓?jiǎn)?dòng)、突跳啟動(dòng)、限流啟動(dòng)。
4 軟啟動(dòng)器的其他參數(shù)
4.1 運(yùn)行狀態(tài)
?。?）跨越運(yùn)行
晶閘管全導(dǎo)通，電機(jī)全壓工作。用于要求實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)、軟停止、節(jié)能、故障保護(hù)、報(bào)警、預(yù)制低速等功能的較完整的電機(jī)控制系統(tǒng)。
?。?）旁路運(yùn)行
1）軟啟動(dòng)僅在啟動(dòng)和停車時(shí)工作，減輕了SCR熱損耗，延長(zhǎng)SCR壽命。
2）一旦軟啟動(dòng)發(fā)生故障，可由旁路接觸器作為應(yīng)急備用。
3）對(duì)具有節(jié)能、故障保護(hù)、報(bào)警、預(yù)制低速等功能的軟啟動(dòng)器采用旁路使用后，將不具有以上功能。
4.2 停機(jī)模式
?。?）自由停車。
?。?）軟停車。停車時(shí)，按照預(yù)先設(shè)定好的程序逐漸降低電壓。
5 羅茨鼓風(fēng)機(jī)的軟啟動(dòng)
羅茨鼓風(fēng)機(jī)通常為大慣性負(fù)載，啟動(dòng)時(shí)有很長(zhǎng)的斜坡上升時(shí)間。如果采用直接啟動(dòng)效果不理想。
5.1 軟啟動(dòng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
?。?）軟啟動(dòng)時(shí)間從6～120s可供選擇，完全滿足羅茨鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)的要求。
（2）羅茨鼓風(fēng)機(jī)為帶載啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)負(fù)載呈線性增長(zhǎng)，軟啟動(dòng)的特點(diǎn)是啟動(dòng)力矩隨著啟動(dòng)時(shí)間而線性增長(zhǎng)，這樣，軟啟動(dòng)器的啟動(dòng)特性匹配了羅茨鼓風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)要求。
?。?）軟啟動(dòng)器啟動(dòng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)可以降低啟動(dòng)電流，減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
5.2 啟動(dòng)軟啟動(dòng)器前應(yīng)注意的問題
?。?）檢查電機(jī)的絕緣電阻。這項(xiàng)工作必須在電機(jī)接入軟啟動(dòng)器之前進(jìn)行，因該啟動(dòng)回路由可控硅元件組成，當(dāng)電機(jī)和軟啟動(dòng)器相接后如用高壓兆歐表測(cè)電機(jī)絕緣電阻將會(huì)損壞可控硅。
（2）帶載盤車檢查電機(jī)能否正常靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，否則絕對(duì)不能啟動(dòng)。
?。?）檢查羅茨鼓風(fēng)機(jī)、電機(jī)和軟啟動(dòng)器的參數(shù)。檢查的參數(shù)包括電壓、電流、功率以及電機(jī)的極數(shù)。
5.3 軟啟動(dòng)帶電調(diào)試應(yīng)注意的問題
（1）啟動(dòng)信號(hào)發(fā)出后電機(jī)不能啟動(dòng)。出現(xiàn)這種情況的原因有多種，如主回路和控制回路沒有通電；控制線路接線錯(cuò)誤；電機(jī)出現(xiàn)內(nèi)部故障等。
?。?）啟動(dòng)信號(hào)發(fā)出后，電機(jī)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)后馬上停止且線路保護(hù)器動(dòng)作。這種情況可能是電機(jī)堵轉(zhuǎn)，應(yīng)排堵后再次啟動(dòng)。
?。?）啟動(dòng)信號(hào)發(fā)出后，電機(jī)開始啟動(dòng)，但啟動(dòng)不久就出現(xiàn)保護(hù)跳閘。這種故障原因有電機(jī)熱保護(hù)的參數(shù)調(diào)整太??；電機(jī)極數(shù)與設(shè)計(jì)不匹配；羅茨風(fēng)機(jī)漏風(fēng)等。應(yīng)排除故障后再啟動(dòng)。
?。?）不能頻繁啟動(dòng)軟啟動(dòng)器，因頻繁啟動(dòng)的大電流會(huì)燒毀可控硅。要求軟啟動(dòng)次數(shù)為10～20次/h，帶載啟動(dòng)的時(shí)間間隔為3～6min。
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騰輝電氣電機(jī)軟起動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)報(bào)故障維修三十年技術(shù)如果要求電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器可逆運(yùn)行，可以在進(jìn)線側(cè)裝一個(gè)反轉(zhuǎn)接觸器，注意不要裝在軟起動(dòng)器輸出側(cè)。饒線型電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器轉(zhuǎn)子串入適當(dāng)?shù)钠饎?dòng)機(jī)電阻以提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩后，軟起動(dòng)器也可以用來起動(dòng)饒線型電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器，當(dāng)電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器達(dá)到全速并且穩(wěn)定后，起動(dòng)電阻應(yīng)該被旁路，減小功率損耗。嚴(yán)禁將功率因數(shù)補(bǔ)償電容放在軟起動(dòng)器的輸出側(cè)，且在起動(dòng)期間不能切換電容。軟啟動(dòng)器與變頻器的區(qū)別：軟啟動(dòng)器和變頻器是兩種完全不同用途的產(chǎn)品。變頻器是用于需要調(diào)速的地方，其輸出不但改變電壓而且同時(shí)改變頻率；軟起動(dòng)器實(shí)際上是個(gè)調(diào)壓器，用于電機(jī)軟啟動(dòng)器起動(dòng)時(shí)，輸出只改變電壓并沒有改變頻率。變頻器具備所有軟起動(dòng)器功能，但它的價(jià)格比軟起動(dòng)器貴得多。
軟啟動(dòng)器中SCR短路的一些原因：
PCS / PF / PCE控制器的線路側(cè)三相電源連接松動(dòng)或?qū)w損壞
PCS / PF / PCE控制器負(fù)載側(cè)的導(dǎo)線損壞到電機(jī)
電機(jī)內(nèi)部繞組損壞
PCS / PF / PCE控制模塊對(duì)控制電路板組件造成了持續(xù)的物理?yè)p壞
三相配電電路出現(xiàn)的電涌，尖峰，干擾，過電壓情況可能導(dǎo)致SCR擊穿和短路
PCS / PF / PCE軟啟動(dòng)器的三相電源中存在的電壓和電流過大會(huì)導(dǎo)致SCR擊穿和短路
相應(yīng)的IGBT管子不能開通，若驅(qū)動(dòng)電路的模塊故障檢測(cè)電路也能檢測(cè)IGBT管子時(shí)，則變頻器一投入運(yùn)行信號(hào)，即可由模塊故障檢測(cè)電路報(bào)出OC信號(hào)，變頻器實(shí)施保護(hù)停機(jī)動(dòng)作，對(duì)模塊幾乎無(wú)危害性。而萬(wàn)一-5V截止負(fù)壓不足或丟失時(shí)（如同三相整流橋一樣，我們可先把逆變輸出電路看成一個(gè)逆變橋，則由IGBT管子組成了三個(gè)上橋臂和三個(gè)下橋臂，如U相上橋臂和U相下橋臂的IGBT管子。當(dāng)任一相的上（下）橋臂受激勵(lì)而開通時(shí)，相應(yīng)的下（上）橋臂IGBT管子則因截止負(fù)壓的丟失，形成由IGBT管子的集-柵結(jié)電容對(duì)柵-射結(jié)電容的充電，導(dǎo)致管子的誤導(dǎo)通，兩管共通對(duì)直流電源形成了短路！其后果是：模塊都炸飛了！截止負(fù)壓的丟失，一個(gè)是驅(qū)動(dòng)IC損壞所造成；
步驟以排除故障并維修解決這些軟啟動(dòng)器故障：
1.確認(rèn)PCE撥碼開關(guān)15或PF電動(dòng)機(jī)連接選擇設(shè)置為正確的電動(dòng)機(jī)連接類型。將其設(shè)置為三頭電機(jī)的線路連接（PCE的撥碼開關(guān)15 Up）；將其設(shè)置為六引線Wye Start Delta電動(dòng)機(jī)的Delta Connection（對(duì)于PCE，將撥碼開關(guān)15撥下）。
2.驗(yàn)證PCS / PF / PCE控制器線路側(cè)的三相電源連接是否牢固；正確損壞導(dǎo)體電纜。
3.確保PCS / PF / PCE控制器的負(fù)載側(cè)連接到電機(jī)的導(dǎo)線緊固；正確損壞導(dǎo)體電纜。
4.搖動(dòng)電機(jī)，確保電機(jī)繞組沒有損壞。在使用兆歐表測(cè)量和測(cè)試電動(dòng)機(jī)繞組之前，先從PCS / PF / PCE控制器上拆下電動(dòng)機(jī)引線。
5.如果PCS / PF / PCE軟起動(dòng)器的SCR錯(cuò)誤短路，請(qǐng)?jiān)诿總€(gè)電源極（L1至T1，L2至T2，L3至T3）上進(jìn)行電阻檢查。
6.如果SCR正常且未短路，則所有三相的電阻檢查應(yīng)為10,000歐姆或更大。短路的SCR電阻將比正常的10,000歐姆讀數(shù)小得多。在執(zhí)行這些檢查之前，請(qǐng)執(zhí)行以下操作：從PCS / PF / PCE軟起動(dòng)器的底部拆下電動(dòng)機(jī)導(dǎo)線；從PCS / PF / PCE軟起動(dòng)器中斷開三相和控制電源
軟啟動(dòng)器運(yùn)用了電流控制環(huán)，能隨時(shí)跟蹤檢測(cè)電機(jī)軟啟動(dòng)器電流的變化。通過增加過載電流的設(shè)定和反時(shí)限控制模式，實(shí)現(xiàn)了過載保護(hù)功能，使電機(jī)軟啟動(dòng)器過載時(shí)，關(guān)斷晶閘管并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。工作時(shí)，軟起動(dòng)器隨時(shí)檢測(cè)三相線電流的變化，一旦發(fā)生斷流，即可作出缺相保護(hù)反應(yīng)。通過軟起動(dòng)器內(nèi)部熱繼電器檢測(cè)晶閘管散熱器的溫度，一旦散熱器溫度超過允許值后自動(dòng)關(guān)斷晶閘管，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。通過電子電路的組合，還可在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)其它種種聯(lián)鎖保護(hù)。過載保護(hù)功能：軟起動(dòng)器引進(jìn)了電流控制環(huán)，因而隨時(shí)跟蹤檢測(cè)電機(jī)軟啟動(dòng)器電流的變化狀況。通過增加過載電流的設(shè)定和反時(shí)限控制模式，實(shí)現(xiàn)了過載保護(hù)功能，使電機(jī)軟啟動(dòng)器過載時(shí)，關(guān)斷晶閘管并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
這位銷售人員不知道，這句許諾，將給自己帶來很大的被動(dòng)！用上變頻器，電機(jī)軟啟動(dòng)器真的不會(huì)燒嗎？我的答案是：相對(duì)于工頻供電，用上變頻器，電機(jī)軟啟動(dòng)器倒是更容易燒了，而電機(jī)軟啟動(dòng)器的容易燒，使得變頻器逆變模塊也容易一塊“報(bào)銷”掉。變頻器的靈敏的過流保護(hù)電路，在此處偏偏手足無(wú)措，起不到絲毫作用。這是導(dǎo)致變頻器模塊損壞的一大外部原因。一臺(tái)電機(jī)軟啟動(dòng)器，在工頻狀態(tài)下能夠運(yùn)行，雖然運(yùn)行電流較之額定電流稍大，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行有一定的溫升。這是一臺(tái)帶病的電機(jī)軟啟動(dòng)器，在燒掉之前確實(shí)是能夠運(yùn)行的。但接入變頻器后，會(huì)出現(xiàn)頻繁過載，以至不能運(yùn)行。這還不要緊。一臺(tái)電機(jī)軟啟動(dòng)器，在工頻狀態(tài)下能夠運(yùn)行，用戶已經(jīng)正常使用多年了，請(qǐng)注意“多年”兩個(gè)字。
騰輝電氣電機(jī)軟起動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)報(bào)故障維修三十年技術(shù)生料磨、水泥磨、雷蒙磨的風(fēng)選機(jī)，污水處理廠爆氣風(fēng)機(jī)，中央空調(diào)回風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)，各類車間、工藝的除塵風(fēng)機(jī)，汽車廠噴涂系統(tǒng)風(fēng)機(jī)，各類加熱爐、均熱爐的通風(fēng)機(jī)，工業(yè)鍋爐的鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)，天然氣凈化廠回收單元風(fēng)機(jī)，化肥廠的羅茨風(fēng)機(jī)，等等。9）軟啟動(dòng)器在各類破碎機(jī)上的應(yīng)用水泥廠、礦山有各種類型的破碎機(jī)均可使用軟起動(dòng)器。10）軟啟動(dòng)器在紙漿生產(chǎn)線中的應(yīng)用軟起動(dòng)器在紙漿生產(chǎn)線磨漿機(jī)、碎草機(jī)等設(shè)備中應(yīng)用較多。11）軟啟動(dòng)器在球磨機(jī)設(shè)備中的應(yīng)用在同步球磨機(jī)上的應(yīng)用用戶：內(nèi)蒙古某選礦有限公司；負(fù)載類型：球磨機(jī)；電機(jī)軟啟動(dòng)器類型：同步電機(jī)軟啟動(dòng)器；額定電壓：10KV；電機(jī)軟啟動(dòng)器額定電流：87安；電機(jī)軟啟動(dòng)器極數(shù)：4極；skdjgvbvsaefd
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