启动电机范文（精选10篇）
启动电机 第1篇
当前已建和正在规划设计中的大型数据中心, 虽然配置了备用柴油发电机, 但是由于传统的维护管理制度和水平, 很多备用发电机设置在手工启动状态, 特别是高压发电机, 相关规范规定只能手工启动。由于人为因素的影响, 手工启动时间是不确定的, 这种情况只适用于一般低密度数据中心的供电系统。
对于要求必须连续运行的数据中心, 特别是高功率密度数据中心, 如果机架功率密度达到4k W或5k W以上时, 市电停电制冷设备停止运行后, 机架温度会在几分钟内上升到IT设备允许值。
如果发电机人工启动时间超过市电停电后高密度机架能够连续运行的时间, IT系统就自动宕机, 发电机就失去了保证IT系统连续运行的功能, 所以, 在现代高密度数据中心中, 备用发电机毫无例外的都应该设置在自动启动状态。
2、发电机启动时间的限制
如果不能实行自动启动, 则发电机启动并供电的时间必须:
1) 最小的发电机启动并供电的时间要小于UPS电池备用电池。
电机启动慢是什么原因 第2篇
②检查机械传动装置皮带是否过紧，过紧时要把皮带调整得松紧适当。检查负载机械有无卡死现象，如果为负载过重，要首先处理机械负载方面的原因。
③打开电动机接线端子，拆除电源线，检查定子绕组有无一相接反。如果电动机原来为△形接法，现接成了Y形，又加上重负载启动，电动机启动就很困难，这时要按正确方法更正接线。
④首先用500V兆欧表测电动机定子绕组三相对地的绝缘电阻，如果阻值为零，就要分析三相绕组对地短路的原因。如果是潮湿所致，应烘干处理后再测量。如果绝缘层损坏是因为连接线对电动机外壳短路，要更换新的连接线，如果是线圈本身内部对电动机外壳短路，就需更换电动机绕组。电动机如有匝间短路，首先打开电动机，观察线圈变色部位，进行局部修复;如果故障点不明显，要用“短路侦察器”作进一步检查，查出短路点并及时修复或更换电动机绕组。
⑤查出电动机转子笼条、端环有断裂痕迹，应更换转子;
⑥如轴承损坏，应予更换。
⑦检查电动机转子与电动机中心轴是否脱开，如果脱开要重新焊接。
⑧电动机熔丝要选配合理，由第11章可知，选择熔丝的额定电流为电动机额定电流的1.5~2.5倍。
排涝泵站电机启动方式的选择与探讨 第3篇
1.电动机的启动方式
1.1全压启动
全压启动是最简单启动方式，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。全压启动的启动电流大，鼠笼式异步电动机的启动电流一般为额定电流的4～7倍，启动转矩为额定转矩1.2～2.0倍。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、投资省和设备故障率低等优点。
采用全压启动，如果电动机的功率较大，电动机的启动电流将会引起配电系统的电压显著下降，导致其他设备低电压保护跳闸，或其他电机因驱动转矩下降而堵转。要保证电网电压正常工作，往往要加大配电变压器的容量。对于中小型泵站的电机，允许直接启动的最大容量，一般不宜超过变压器容量的35%。这样一方面造成设备投资的增加；另一方面增加了变压器铜损和铁损，造成不必要能源损耗，电费增加。
1.2降压启动
1.2.1星-三角降压启动
采用星-三角型降压启动，电动机启动电压为额定电压的0.58倍，启动电流降为三角形接法的启动电流的0.33倍，启动转矩也降为三角形接法的启动电流的0.33倍。此种启动方式适用于定子绕组额定电压380V，正常运行时三角形接法，且启动过程中负载转矩一直保持很小的中小型容量的电动机的启动。星一三角型降压启动设备简单，价格低，维修方便。启动电流小，启动转矩也小，可以频繁启动。是小型泵站经常采用的启动方式，大型异步电机不能重载启动。
1.2.2电阻降压启动
笼形异步电动机定子回路串电阻启动，是在电动机启动时，在三相定子回路中串接对称三相电阻，由于串联了电阻，使加在电动机绕组上的电压低于电网电压，待启动后，再将电阻短路，电动机在额定电压下正常运行。定子回路接入对称电阻的这种启动方式的启动电流较大，而启动转矩较小。如启动电压降至额定电压的80%，启动电流为全压启动电流的80%，而启动转矩仅为全压启动转矩的64%，且启动过程中消耗的电能较大，如果频繁启动，则电阻的温升很高，对精密的生产机械有一定的影响。电阻降压启动一般适用于轻栽、不频繁和要求平稳启动的低压笼形电动机。从节能角度考虑，此种启动方式不适合排灌泵站。
1.2.3自耦变压器降压启动
自耦变压器降压启动，又称补偿器启动。采用这种方式启动电动机时，高压侧接到电网，低压侧接到电动机，启动电流和启动转矩可以根据抽头位置进行调节。自耦变压器均有65%和80%额定电压的两组抽头，相应的启动电流和启动转矩分别为其额定值的43.2%和64%。可根据需要选择启动电压。这种启动方式，启动电流较小，启动转矩较大。启动设备体积大、价格较高。适用于高压、低压电动机的不频繁启动。是中小型泵站经常采用的启动方式。
1.2.4电抗器降压启动
电抗器降压启动通常应用于高压电动机，启动时将电抗器接入定子回路，待电动机转速接近额定转速以后，再将电抗器切除。这种启动方式，启动电流随电压成正比降低，启动转矩与所加电压的平方成正比。启动电流较大，启动转矩较小。适用于轻载启动的高压电动机。
1.3软启动
软启动器软起动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管交流调压器。运用不同的方法，改变晶闸管的触发角，就可调节晶闸管调压电路的输出电压。在整个起动过程中，软起动器的输出是一个平滑的升压过程，直到晶闸管全导通，电机在额定电压下工作软启动器的优点是降低电压启动，启动电流小，适合所有的空载、轻载异步电动机使用。缺点是启动转矩小，不适用于重载启动的大型电机。在水泵和转矩较大的拖动中具有广阔的前景，在大中型泵站中有取代传统启动方式的趋势。
1.4变频器启动
通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电（DC）。然后再把直流电（DC）变换为三相或单相交流电（AC）。变频器同时改变输出频率与电压，也就是改变了电机运行曲线上的n0，使电机运行曲线平行下移。因此变频器可以使电机以较小的启动电流，获得较大的启动转矩，即变频器可以启动重载负荷。变频器具有调压、调频、稳压、调速等基本功能，应用了现代的科学技术，价格昂贵但性能良好，内部结构复杂但使用简单，所以不只是用于启动电动机，而是广泛的应用到各个领域，各种各样的功率、各种各样的外形、各种各样的体积、各种各样的用途等都有。随着技术的发展，成本的降低，变频器一定还会得到更广泛的应用。
开关磁阻电机启动过程分析 第4篇
当前,在开关磁阻电机驱动(switch reluctance drive, SRD)调速系统的研究中,开关磁阻电机的启动是需要首先解决的问题。开关磁阻电机(switch reluctance motor,SRM)启动时转子初始位置的检测以及初始导通相的判别是需要解决的关键问题[1]。转子位置的检测信号正是各相主开关器件正确进行逻辑切换的依据,若因为初始位置检测不正确或者初始导通相不正确,启动时将会出现转子拒动或反转现象,造成电机运行紊乱,从而无法进入正常的运转状态。
2 SRM位置检测原理
SRM转子位置检测的目的是确定定、转子的相对位置,即要用绝对位置传感器检测定转子相对位置,然后将位置信号反馈至逻辑控制电路,以确定相绕组的通断。
以8/6开关磁阻电机为例,其转子步进角可根据下式求得
式中:Ns为定子极数;Nr为转子极数;θstep=15°。
转子极距角τr计算公式为
τr=mθstep (2)
式中:m为电机相数。
由式(2)可得τr=60°。
开关磁阻电机转子每转过一个步进角,位置检测器的输出信号发生对应变化,逻辑控制器电路发出对应相绕组的开通关断的命令。当转子转过一个极距角后,回复到起始状态,如此往复循环[2]。
3 电机的启动过程
电机启动时,不断地检测定子电流的变化,采用电流斩波方式。为了避免过大的电流和磁链峰值,取得恒转矩的特性,在开关磁阻电机低于基速运行时,采用电流斩波控制(CCC)方式对电机启动进行控制。通过主开关器件的多次导通和关断将电流限制在给定的上限、下限之间,并藉此控制转矩。
电流斩波控制时,保持电机每相的开通角θon和关断角θoff不变,当转子角θ位于[θon,θoff]内时,如果电流i>iT,则关断主开关器件;如果电流i<iT,则再次导通主开关器件[3]。这样通过主开关器件的多次导通和关断将电流限定在给定电流附近,以此控制导通相的电流,进而控制转矩。通过改变限流幅值iT的大小,即可控制输出转矩的变化,改变电机转速。其相电流对转子位置角的波形如图1所示。
4 位置传感器在启动过程中的问题分析
4.1 理想情况下的电机启动
对于四相8/6极SRM来说,在电机的转子轴上同轴安装等分角度为60°的6 个齿槽的转盘作为遮光盘, 将2个光电元件S1置于D相定子正对处,S2与S1相差75°[4]。当电机转动时, S1 和S2 产生两正交的方波信号,它们的周期均为60°(机械角)。如图2所示。
正常情况下, 位置传感器输出信号与相绕组电感曲线有着一定的对应关系。图3为电机反转时的对应关系。各相产生电动转矩的导通区为其绕组电感的增大区。由图3可知, 电机两相启动,反转时位置传感器输出信号S1S2=11对应的导通相为A,B;S1S2=01对应的导通相为D,A;S1S2=00对应的导通相为C,D;S1S2=10对应的导通相为B,C。
按照上述对应关系可以得到采用两相启动方式时电机的启动转矩曲线。
图4 为本系统所用SRM启动转矩曲线[5]。分析启动特性时,应考虑到电动机转子处于任何角位置都能顺利启动,应保证最小启动转矩(Tst)min大于负载转矩TL,一般取(Tst)min≥1.1TL,为使电动机有良好的加速性能,一般取平均启动转矩(Tst)AV≥1.5TL。
电机转动时,可以确定位置传感器输出信号的上升沿、下降沿的产生时刻, 并以此为基准, 计算得出转子具体的位置角及开通角θon和关断角θoff对应的时刻, 控制器便可在相应时刻发出开通或关断控制信号。
4.2 实际遇到的问题
然而电机由静止启动时, 位置传感器的输出信号仅为电平信号, 由图2 可知, 位置传感器输出的每组电平信号均对应于转子位置某个区段, 这时只能根据位置信号的电平状态发控制信号, 所以给电机的启动带来一定的困难, 尤其在位置传感器输出信号有误差的时候。电机的制造误差、传感器安装位置的不准确及电机运行时的振动等原因可能造成位置传感器输出信号与相绕组电感的对应关系有所变化。此时若仍按照上述的对应导通关系, 电机可能启动失败[6]。
4.3 解决方案
本设计使用的电机,两传感器夹角为75°,但传感器与定子的安装位置存在误差。下面将对各种误差进行分析[7,8]。
位置传感器有一个光电元件错位的情况。若光电元件S1的输出信号如图5中所示B,D相开通区段产生负转矩,两相启动时会出现一相的导通区进入了电感减小区,产生负转矩将导致两相的合成转矩小于位置信号正确时的转矩值[9,10]。若转子的初始位置位于这个区段内,就可能启动失败。
当位置传感器的2个光电元件都有错位的情况时,每个光电元件的输出信号可能超前或滞后无错位时的输出信号, 则此时的每组位置信号对应的正确的位置信号有3种可能。当位置传感器输出信号S1S2=11时,真实的位置信号可能为“11”,“10”或“01”。若按照真实的信号给相应的相启动电流则肯定可以启动成功, 否则就可能失败。解决的思路:要求电机由静止启动时, 首先检测位置传感器的输出信号,若S1S2=11,则先给“11”对应的A,B相通电流,定时TS,在TS时间内检测S1S2是否有上升沿或下降沿产生,同时检测S1S2的电平状态是否变化。若两者均具备则可认为电机已被启动。然后可由上升沿的产生时刻计算出转子位置角θ,进行后续的控制[11]。若两者不同时具备,则可知电机的此次启动失败, 并可知转子位置状态不为“11”,TS时间后, 控制器按“10”给B,C相同时发开通脉冲, 并重复上述过程, 若电机仍未能启动, 控制器再按“01”给D,A相同时发开通脉冲。由于在启动时刻转子位置必为上述3种情况之一,采用此种枚举方法,电机必将顺利启动。
5 开关磁阻电机启动的衔接问题
开关磁阻电机低速运行的电流斩波控制与高速运行的角度位置控制在衔接时,笼统的视运行速度是否超过基速进行切换可能会出现不少问题。电机启动时应保证开通角/关断角为 0°/30°,使在任意时刻都有两项绕组通电,由于此时转速很低,开关磁阻电机工作在电流斩波状态。但是随着转速升高,电流来不及衰减,形成制动转矩,轻则会延长启动过程,重则会使电机无法升速。所以必须调节关断角,使其小于30°[12]。因此将电机启动过程分为3部分,即全开通启动斩波方式、定角度斩波方式和变角度斩波方式。
5.1 全开通启动斩波方式
该方式在电机启动过程中采用。由于电机的启动过程要求转子在任何位置下都能够以最大转矩启动,所以此时需要让绕组电流在θon=0°,θoff=30°下自然通断,以保证任何时刻都有两项绕组通电。同时调节转矩的大小,可以限制电流的峰值[13]。
5.2 定角度斩波方式
该方式在电机启动后较低速运行时采用。工作在定角度斩波方式时,各相绕组按照转子位置相继通电和断电。波形与图1相似,只是为了避免续流进入电感下降区而产生制动转矩,必须去掉一部分电流脉冲的后沿,即让θoff<30°,并且θoff不随转速变化,这样电机将以较大的有效转矩加速。
5.3 变角度斩波方式
该方式在中速时采用,电机转矩的调节可通过电流斩波或调整θon,θoff进行。设i为功率开关器件和电动机所允许的最大电流值,当电流达到i时,关断功率开关器件,使电流下降(经续流回路),当电流降至某一较低值时或经一段时间后,重新导通功率开关器件。这样反复导通功率开关器件,形成电流峰值为i的斩波波形。
6 仿真实验结果
为了验证开关磁阻电机的启动效果,利用Matlab对电机的启动进行了仿真。
图6~图9给出了开关磁阻电机在启动阶段,即转速达到1000r(0~0.35s)过程中电机的转速、电流、磁链、转矩的波形曲线。由仿真波形可以看出,电机在启动阶段,转速上升平稳,并且在0.2s达到额定转速。电机的快速性也比较好。图10给出了电机启动时,四相转子的位置情况。
7 结论
在开关磁阻电机加入转子位置传感器后,由于人为误差、系统误差的存在,使得位置信号会产生错误,造成电机启动过程的紊乱。并且CCC模式在中速过程中会由于制动转矩而降低启动效率,本文对位置传感器给出的转子位置信息进行处理, 可较好地启动电机并可解决位置传感器输出信号不可靠带来启动可能失败的问题。根据将启动过程的细分,较好地解决了启动的衔接问题。
理论分析与仿真结果基本一致,证明了本文采用的方法可以使开关磁阻电机顺利启动,过程稳定可靠,运行良好。
摘要：如何解决开关磁阻电机的启动问题以及启动后的衔接问题是研究开关磁阻电机控制的重要组成部分。分析了开关磁阻电机启动过程中出现的问题及其解决方案。启动实验采用两相启动方式,并利用仿真软件Matlab对开关磁阻电机的启动进行了仿真,分析了启动电流、转矩、转速、磁链,角位置等参数,得到了较好的仿真实验波形。证实了SRM启动阶段稳定可靠,运行良好。
启动电机 第5篇
【关键词】柴油发电机；调速器；一次启动成功率
大唐洛阳首阳山发电厂#4柴油发电机组型号为6300ZL-1，额定功率为552KW，额定转速为500r/min；柴油机为船用柴油机，出厂时间为1993年，生产厂家为广州柴油机厂。从2005年起。多次出现一次启动不成功；启动后电流摆动；柴油发电机超速；远方不能停机等问题。
1、影响柴油发电机一次启动成功率因素分析
1.1使用工况的影响
大唐洛阳首阳山发电厂#4柴油发电机为船用柴油机，该型柴油机设计针对经常使用柴油机的客户，而不是针对电厂紧急备用。在启动方法上，该型号柴油机要求有预热运转，初期转速为160-200r/min，启动过程中不少于10分钟；。柴油发电机停车时，应逐渐降低转速到200r/min，继续运行3-5分钟；而电厂柴油机为机组紧急备用柴油机，通过油水循环加热系统进行预热，目标转速直接标定为500r/min，启动时间不大于30秒，该种启动方式对于柴油发电机本身来说，属于非正常启动，势必对柴油发电机本身造成破坏。
1.2检修技能的影响
柴油机调速器旋钮初设值指针指向5.5，对应转速为额定转速500 r/min。由于调速器动力弹簧弹性力及预紧力的变化，#4柴油机调速器调速旋钮目前对应额定转速指针指向6.2—6.5。
运行方面。发电部在柴油机常规检查项目中仍采用5.5的初始值，柴油机启动时在规定时间内达不到额定转速，发【冷却水压力低】【润滑油压力低】信号，导致启动失败。
检修方面。通常在柴油机启动失败后检修才到场，此时柴油机燃烧室内存有未燃尽柴油。检修人员通常会调整调速器钮，使启动转速达到500r/min，但由于燃烧室内存油爆燃的作用，调整旋钮对应的位置不是正常状态下的启动标定位置。下次启动时采用此位置会导致转速不够或超速现象出现，同样导致启动失败。再则柴油发电机分属汽机部，电气部，设备部热工专业维护，维护人员对柴油机结构、原理不是很清楚，缺乏必要的培训，影响对设备的检修。
1.3设备本身的影响
综合历史一次启动不成功的原因，大部分属调速器故障引起。2009年12月30日对调速进行解体，发现调速旋钮磁轮脱落，重新安装后不能确定起始位置，需要专业人员进行现场多次调试。再则#4柴油发电机于1995年安装使用，调速器内部磨损较严重，已影响机组运行。2010年1月，更换新的调速器，型号：YT170-3厂家：广州柴油机厂。目前为止，运行情况较好。
柴油发电机燃油系统，润滑油系统，冷却系统都需要精心的维护和保养，任何一个附属系统出现问题，都会影响柴油发电机的启动。应制定维护、保养计划，定期清理滤芯，维护好水泵和油泵，定期向各加油点加油，特别是调速器内润滑油不得低于1/2。
2、防范措施
2.1运行人员要建立定期检查制定，每月1日、15日及做启动实验时进行。
3.结束语
柴油发电机作为发电厂的备用电源，其重要性不言而喻，需经过精心的维护和检修，做到关键时候能转起来，需要停能停下来。
参考文献
[1]田慕玲，杨洁明.自動化柴油发电机组的智能化控制与监测[J].煤矿机电，2005.05
[2]吴金兵.柴油发电机组系统配置及安全性研究[J].电子制作，2012.11.
作者简介
同步电机变频启动策略研究 第6篇
因同步电机具有功率因数高、转速不随负载变化、运行稳定性高等优点,故在很多低速、大功率的恒速负载通常采用同步电机作为驱动源;但它最大的缺陷是启动困难,不能直接启动。
实践证明[1],同步电机使用变频启动能消除对电网的冲击,并能减轻施加在电机和驱动装置上的机械压力,同时变频启动还能连续调节电机的速度,有利于提高启动过程中的控制精度和电网的利用效率。
1 同步电机启动特点分析
同步电机的定子旋转磁场与转子旋转磁场(机械旋转)的角度差θ是不固定的,随着负载而变化。当在某一个固定负载下稳定运行,其θ角保持不变;空载时,θ=0;负载越大,θ角越大。同步电机与异步电机最大区别是,同步机有一个绝对硬的机械特性,即转速不随负载变化,但是同步电机也存在失步的危险,即θ角一旦大于60°~90°时,同步机则会失步而停止。当端电压(电源频率),感应电势及负载力矩一定条件下,同步电机以某一定的功率角θ和同步转速旋转。若这几个参数中之一有突变或周期性变动,则功率角θ随即变动到相应的位置。但是由于同步电机转子有惯性,不可能立即由θ1变到θ2,需震荡若干次,才能稳定在θ2位置。例如若电源频率突变时,因转子的运动状态不能跟随应变,功率角θ将在新位置摆动若干次,最后稳定在新的θ值。图1模拟了震荡过程。两轴(钉子旋转磁场和转子磁极磁场)之间由一个弹簧联系。弹簧强度代表同步电机的短路比和电压值,弹簧的力代表电磁力矩;O A表示定子总磁势轴,OB表示转子上d轴;空载时,OA和OB重合,θ=0;正常负载时,OA和OB有夹角,同步电机振荡,θ<(60°~90°);负载越大,功率角θ也增大。当负载加重时,弹簧被伸长,θ角加大;当负载超载时,弹簧被拉断,θ>(60°~90°);同步电机失步停机[2]。
同步电机的优点是:通过调节励磁电流,可以提高功率因数。通常使同步电机工作在过励磁状态,从电网吸取超前的无功功率,可改善电网的功率因数,特别在不需调速场合采用同步电机驱动非常合适。
由同步电机的原理可知:只有在同步运行状态时才有平均电磁转矩;在非同步转速下,转子与定子合成磁势存在相对运动,转子磁极受到正负变换的转矩作用,平均电磁转矩为零,电机不能稳定运行。启动过程是电机转子转速从零开始增大的过程,是非同步运行转态,同步电机的电磁转矩平均值为零,不能使转子加速,所以同步电机不能自行启动。针对同步电机的以上特点,在使用变频原理方面,有以下两种变频启动方法:异步启动、同步启动。
2 变频启动原理
对于同步电机来说,转子速度为
而对于异步电机来说,转子速度为
其中,n0为同步转速,n为转子转速,f为电源频率,P为极对数[3]。
由公式(1)、(2)可知,当极对数P不变时,转子转速n和电源频率f成正比。因此连续地改变供电电源的频率,就可以平滑地调节电机的转速。公式(2)是同步电机在进行异步启动时转子转速和频率之间的关系。在这种情况下,同步电机相当于异步电机。后面2.1将介绍到。
但是电源频率的改变必然会引起电机其他参数的变化,电机参数的变化又会影响电机的性能。一般生产过程中,我们希望调速过程中保持电机的过载能力不变,即保持最大转矩不变。
同步电机的最大转矩Tm为:
其中,Tm为最大转矩,u为定子电压,f为电网频率,C为常数。
由公式(3)可知,在改变频率的同时,相应地改变定子电压,使u/f不变,即保持磁通不变,就能保持最大转矩Tm不变。
2.1 异步启动原理
同步电机转子磁极表面上一般要安装阻尼绕组,作用相当于鼠笼型电机的导条,在启动过程中会产生异步转矩。所不同的是同步电机还要考虑励磁控制问题,在异步启动时,励磁回路中不能接入励磁电流,但励磁绕组也不能开路,通常是将其励磁绕组经由一个电阻短接。随着频率的升高。当电机在异步转矩作用下加速到一定转速后,用开关将同步电机由启动动装置切换到电网,同步电机据需加速到亚同步转速以上时,再对励磁绕组通以直流电流,产生同步转矩,将电机牵入同步运行,启动过程结束。
2.2 同步启动原理
同步启动和异步启动原理基本相同,都是在保证U/f不变的前提下,按照一定的曲线慢慢地升高频率。不同之处就是同步启动时不短接转子,也不安装阻尼绕组,而是保证电机不失步的前提下,转子一直通以励磁电流,按照适当的电压频率曲线不断上升。相对异步启动,同步启动的优点是:对转矩扰动具有更强的承受能力,能做出更快的动态响应。
3 启动过程分析
3.1 启动特性
1)启动方法。通过频率的调整,从“启动频率”开始,按照一定的曲线规律上升,最终达到额定频率的启动过程。在此过程,电压也是随频率成比例增大,始终保持U/f恒定。
如图2所示,a为同步电机频率变化时的机械特性曲线,虚线部分代表的是转矩补偿后的特性。b和c是频率和速度随时间变化的曲线。如a中所示,当电机运行在f13频率下的A点时,随着频率的升高到f12,电机从A点切换到B点工作状态。并沿着曲线2上升到C点。当电机频率上升到f11。同理,工作状态切换到D点,并沿曲线1上升到E点,最终到达F点稳定运行。
2)启动电流。以4极电机为例,假设在接通电源瞬间,将启动频率降至5Hz,则同步转速只有150r/min,转子绕组与旋转磁场的相对速度只有工频启动时的十分之一。虽然电机的磁通仍接近或等于额定磁通N,但因转子绕组切割磁力线的速度很慢,故启动电流不大。如果启动过程中,是同步转速与转子速度的转差限制在一定范围内,则启动电流也将限制在一定范围内。
变频启动过程中的特点如下:
1)在整个启动过程中的动态转矩很小,故升速过程将能保持平稳,减小了对生产机械的冲击。
2)转速的上升过程取决于用户预置的“加速时间”,可根据需要来决定加速过程。
3)电机启动转矩的大小可根据实际需要来调整。
3.2 加速时间对启动电流的影响
1)加速时间长。意味着频率上升较慢,如图3-a所示,电机的转子转速跟得上同步转速的上升,在启动过程中能够保持较小的转差,如图3-b所示,从而启动电流也较小。
2)加速时间短。意味着频率上升较快,如图3-c所示,旋转磁场的转速也迅速上升,如拖动系统的惯性较大,则电机转子的转速将跟不上同步转速的上升,结果使转差增大,如图3-d所示,结果是,加速电流增大,甚至有可能因超过上限值。这种情况是要尽量避免的。
3)预设启动时间的原则。在生产机械的工作过程中,启动过程属于从一种运行状态转换到另一种运行状态的过渡过程,在这段时间内,通常是不进行生产活动的。因此,从提高劳动生产率的角度出发,加速时间应越短越好。但是加速时间过短,容易因“过电流”而跳闸。所以,预置启动时间的基本原则,就是在不过流的前提下,越短越好。
3.3 启动方式
根据不同机械对启动过程的不同要求,除了控制加速时间以外,还应通过加速方式的设置,对不同时段的加速度进行控制[4]。
1)线性方式。在加速过程中,频率与时间成线性地上升。如图4-a曲线1所示。
2)S形方式。在开始阶段和结束阶段,加速的过程比较缓慢;而在中间阶段,则按线性方式加速。如图4-a曲线2所示。在电梯中,如果加速度变化过快,会使乘客感到不舒服,故以采用S形方式为宜。
3)半S形方式。加速过程呈半S形,如图4-b曲线1、2所示。例如,鼓风机在低速时负载转矩很小,加速过程可以快一些,但随着转速的增加,负载转矩增大较多,加速过程应减缓一些。
4 结论
变频启动方式在技术上具有很多其它方法不可比拟的优点。如设备静止、维修方便,多台机组可共用1套设备(可降低投资比)。它的启动电流倍数可调,既可大于1,也可小于1。它可以在限流(启动电流不超过电机额定电流值)的同时获得大的启动转矩,可以实现包括软停止在内的各种启停功能,可做到对系统及机组无冲击。
变频启动方式在机组启动方面不论是国内还是国外已得到了广泛的应用,在我国已有很多大型泵站和抽水蓄能电站采用了此种启动方式。另外,各大型钢铁行业中容量从几千千瓦到几万千瓦的大型风机大多数也采用了变频启动方式。根据国内现在实际情况,在变频器运行方面已具有很多成功的经验。
摘要：较大容量的同步电机启动时,由于启动电流过大,会引起电网电压下降,从而影响其他用电设备的正常工作,所以一般较大容量的同步电机启动时都要采用一些辅助措施。本文在介绍同步电机主要特性的基础上,详细论述了变频启动技术在同步电机启动过程中的原理、方式和效果,从而体现出变频启动在改善同步电机启动电流和转矩方面的优越性。
关键词：同步电机,变频启动,启动电流
参考文献
[1]顾卫华.同步电动机变频启动控制系统[J].控制工程.2002.9
[2]辛伊波.中压同步电机启动节能方法研究[J].矿山机械.2004.4
[3]杨耕,罗应力.电机与运动控制系统[M].北京:清华大学出版社.2006.3,260~265
[4]张燕宾.变频器应用教程[M].北京:机械工业出版社.2007.1,200~210
[5]朱海云.同步电机的调频同步启动[J].中国设备工程.2007.4
[6]王兆安,黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社.2005
[7]陈伯时.电力拖动自动控制系统[M].北京:机械工业出版社.2003.7
浅谈电机的启动和控制 第7篇
本文针对上述的电机启动和控制方面的问题进行一下两个方面的叙述。第一, 电机的启动和电机的控制方面的相关计算。第二, 电机出现启动和控制问题的分析方法及应对办法。下面来进行详细的叙述说明。
一、电机的启动和电机的控制方面的相关计算
本文以一个站场的500k VA的变压器为例子进行说明。此变压器的电源就是电力系统的正常电源, 侧短路电流为100MVA。现在有一台37k W的电动机在100m的位置处, 此电机的电流为69.8A, 电机启动所需要的电流为488.6A, 电机的接触器使用的是型号为CJ20-100的接触器, 电机的线圈的启动功率为175W, 电机的启动吸持功率为21.5W, 电机的接触器的电阻的阻值按照300Ω来进行考虑。连接电机的控制电缆为KVV22-5004×1.5, 连接电机的动力电缆采用的是YJV22-1K4×16。以上数据就是本文的实例电机的基本计算使用的参数。
关于电机的启动和电机的控制方面的相关计算, 本文从以下三个方面进行分析, 分别是:第一, 一次回路中电机端子的关于压降方面的计算。第二, 二次回路中电机控制长度的临界值的计算。下面来进行详细的计算分析。
(1) 简单叙述一次回路中电机端子的关于压降方面的计算。我们针对37k W的电机的允许启动电压进行了手册6-19查询, 查询得到的结果是该电机的启动最大功率在100k W, 远远大于37k W这个数值, 电机是可以进行启动的。再进行手册中的6-16表中查询, 得知电机的端子电压和电机母线的电压分别是:电机母线的相对电压值是uqm=0.9852;电机的端子的相对电压值是u Qm=0.644。这一个数值就是比较危险的, 因为通常情况下, 电机的制造厂商都会严格要求电机的端子的相对电压值u Qm≥0.65这个数值, 这一数值是基于满足电机的启动转矩的最低值来界定的。0.644显然不符合0.65这一数值的规定, 因此不满足电机的启动要求, 但是如果我们将电缆的截面进行扩大, 选择截面更大的YJV22-1K4×25电缆来进行连接电机, 这样就会满足了电机的启动功率的要求。
(2) 简单叙述二次回路中电机控制长度的临界值的计算。在物理学中, 我们可以了解到两条相互之间靠近而且还是平行的电线之间会有电容的出现。在线路比较短的时候, 产生的电容值是比较小的, 在正常情况下, 应该是忽略不计的;但是在线路比较长的情况下, 我们就不能忽视电容的存在了。两条电线路中的电容值, 我们定义为C1, 和电缆的长度为正比例的关系, 电缆线路越长, 电容C1的值就会越大, 这样就会使得在电容及接触器的线圈中流过的电流的值变大。一旦电流的值变大值超出了维持接触器吸和状态的值时, 我们电机的控制就不能使用停止的按键来实现电机的停止。这也意味着电缆的线路变长, C1的电容值会变的更大, 让电机的启动按钮处在一种断开的状态之下, 这时的电机的电流就会让接触器进行吸和动作, 造成了电机的控制混乱, 出现电机失控。
本文的电机的控制电缆的回路电流为220V的电压进行控制的, 接触器的线圈CJ20-100的功率计算得出为21.5W, 电机采用的是三线制的控制模式, 我们根据计算得出, 电机的二次回路的临界值为Le=500×21.5/ (0.6×2200) =0.36km<0.4km。通过这个公式我们得出电容中的电流是可以满足电机的接触器的吸和作用的, 当电机的按键执行停泵的操作之后, 有可能出现停泵不执行的可能, 如果我们把电机设计成为自带自锁功能的电机, 再将电机的控制电缆改为两芯的控制电缆, 再计算一次我们会得出Le=500×21.5/ (0.3×2200) =0.74km, 将电机的控制距离整整的提高了一倍。
二、电机出现启动和控制问题的分析方法及应对办法
电机能否实现顺利的启动和控制, 最主要的因素就是要让电机获得足够的启动转矩。具体的方法就是改变电缆的电阻值, 让电缆的电阻值下降, 提高导电率, 提高电机端电压。
(1) 增大电机控制电缆的截面积。
(2) 电机的接触器适时的扩大一级。
(3) 电机的动力电缆适时的扩大一级。
(4) 电机的控制回路使用两线制的处理。
摘要：很多的电机在使用过程中, 在电机的启动和控制方面都会有或多或少的问题出现, 这样严重的影响了电机的使用效率和寿命, 同时也会影响到电机使用单位的工作效率和产量达标, 所以, 本文针对电机在启动和控制方面出现的问题, 根据理论结合实际的方法进行阐述和说明, 对这三个问题 (第一, 电机一次回路的端电压;第二, 电机二次回路的临界端的控制长度;第三, 电机二次回路的压降) 进行实际的理论上的计算, 并且要依照计算出来的结果进行必要的相关分析, 同时也要提出相应的解决办法。
关键词：电机的启动和控制,一次回路的端电压,二次回路的临界端的控制长度,二次回路的压降
参考文献
[1]中国航空工业规划设计研究院, 等.工业与民用配电设计手册 (第3版) [M].北京:中国电力出版社, 2005 (07) .
[2]王宏英, 龚世缨.电机重启动的控制策略[J].电气传动, ISTIC PKU, 2013 (07) .
[3]邓先明, 张海忠, 拾华杰.笼形转子无刷双馈电机启动特性分析[J].电机与控制学报, ISTIC EI PKU, 2008 (05) .
[4]鱼敏英.基于触摸屏控制电机启动和停止的设计研究[J].科技创新与应用, 2015 (10) .
石化企业电机再启动设计与应用 第8篇
1 石化企业供配电系统常见的故障类型解读
企业供配电系统故障产生的原因往往是综合性的,如单台电机的故障接地、短路、过流,故在石化企业多数设计电机为一开一备模式作为基础措施。而外电电网的系统性故障才是致命的。系统故障类型不同也会对电机运行产生不同程度的影响,表现为故障持续时间与电压降低幅度的异常。总结石化企业供配电故障,主要表现为瞬时欠压、短时欠压及长期欠压三种类型。其中,瞬时欠压从字面上理解就是电压瞬间降低并在极短时间内恢复正常(如进户线路遭受雷击瞬时对地),欠压时间电压呈现减弱趋向,但并未消失。瞬时欠压对电动机的运行影响较小。其次是短时欠压(如上级变电所快切动作),即电压从降低到消失的时间并不长,短时间消失后又恢复正常。在发生短时欠压时,部分低电压电动机因为交流接触器线圈失电而导致电机停止运行。在欠压时间持续特别长的情况下,高压电动机也会因为低电压保护出现动作跳闸停机的情况。最后是长期失压。当电压持续消失达10秒以上时,通常被认定为长期失压。遇到长期失压时,所有的电动机将停止运行。对于可能造成的长期失压,石化企业一般考虑自备电厂方案。
2 电机再启动技术在石化企业中的探讨
2.1 无控式再启动技术的应用
无控式再启动是指在配电系统电压恢复稳定时,实现所有配置的再启动,并且原本已经停止运行的电动机实现二次启动。它的控制即为启动按钮长期闭合,原理非常简单,无需另行设计增加电气元件,费用较低,同时也潜在风险及隐患。常规电动机启动电流为正常运行时的7倍,如果大量的电动机同时启动,整个供电系统将会遭遇巨大的电流冲击。电压突降,严重时会导致大电流冲击下的系统进线开关跳闸,因此较多企业仅保留极个别特别重要而电机功率又很小的电机作为无控式再启动设置。目前,该电机再启动技术应用范围越来越少,已经趋于淘汰。
2.2 可控式再启动技术探讨之时差控制式分批启动设置
所谓的时差控制分批再启动,就是预先将参加再启动的电动机以重要性划分标准分为多个层次。每一台电动机再启动设置进入特定批次中,并且有固定的再启动时间。不同批次的电动机之间存在启动时间差,且时间差呈逐层递增趋势。该控制方式的优点就是控制原理相对简单,实际投资少。同时,不同批次参与再启动的电动机其容量确定及时差选择往往比较困难。时差过大导致再启动时间长,最后参与再启动的电动机在停止运转的情况下满载启动,容易引导其他电动机的二次跳闸;时差过小,则形成强大的电流冲击,使得整个电压持续下降。
2.3 可控式再启动技术探讨之电压与电流控制式分批再启动技术
预先将参加再启动的电动机按照重要性的划分标准进行批次划分。同理,每台电动机被固定在既定的批次中。当发生失电故障,系统电压恢复后,母线电压与电流同时控制各个批次的电动机相继启动。母线电压与电流的检测贯穿整个再启动过程,当母线电流与电压同时满足再启动要求时,进入下一批次电动机的恢复中,直至所有批次的电动机再启动完成。
2.4 可控式再启动技术探讨之电压与电流计算式分批再启动
所谓的电压与电流计算式分批再启动,就是先将参与再启动的所有电动机进行重要层次的分类。与前两种在启动方式方面的不同是,它不再设置固定的批次。当发生电路故障时,电压系统恢复平稳,此时根据设定的再启动最大允许电流及母线电压,得出第一次参与再启动的电动机的容量及数量,第一批次的电动机再启动。通过重复性的检测,得出下一批次参与再启动的电动机容量及数量,完成下一批次电动机的再启动,直至所有参与再启动的电动机启动完毕。电压与电流计算式分批再启动,主要是基于母线电压及电流给出的参数进行分批次的电动机再启动。目前,该方式在部分石化企业中得以运用。但是,基于原理的复杂及系统成本高的缺陷,多数化工企业采用的是时差控制式电动机分批次再启动。
3 电机再启动技术在石化企业中的应用分析
3.1 高压异步电机再启动应用分析
高压异步电机的再启动主要借助高压综合保护继电器内部的逻辑程序实现。中海石油宁波大榭石化有限公司一二期项目主要选用高压综保为ABB产品,三期馏分油项目选用西门子产品。它的内部设置有多个功能模块,在不增加外部接线的前提下,通过逻辑编程实现电机低电压再启动保护。设定单机再启动时间与母联备自投时间的时差关系,在条件允许的前提下,当发生短时“晃电”而又马上恢复供电的前提下,中压断路器在设定的时间内不分闸,从而实现电机的自启动要求。
3.2 低压异步电机再启动应用分析
根据再启动的不同形式,结合不同形式的利弊,中海石油宁波大榭石化有限公司馏分油项目对低压电机再启动进行了三项设定。第一,变频控制电机选用ABB800系列变频器,电机启动电流线性上升,有效避免启动瞬间的电流倍增,因此对变频器本身设置取消低压闭锁、设置低压再启动时间2s,有效避开晃电导致的电机停运。第二,对于大型机组的辅助油泵水泵,改为利用AB机接触器辅助触点互串实现互启。该方案优于上述无控式电机再启动方案。第三,大部分低压电机接入低压再启动柜,实现电压与电流计算式可控分批再启动。
中海石油宁波大榭石化有限公司选用天津东泰的DYZQ-80型再启动控制柜,工控机采用IPC610H,电源由UPS供电,控制系统分前后台两级控制,数据的采集与系统管理软件相互分离,互不干扰,引入电压、电流两个电网参数进行运算,两段母线的6个电压闪络由独立的闪络捕捉单元来完成。同时,还具有实时监测、智能化控制能力,以保证再启动过程中的母线电压水平满足规范和生产工艺流程的要求。在此基础上,结合运行部门对工艺流程先后及电机的重要性判定,计算各段变压器整批次启动的最大能力百分比,对需再启动电机按照容量及重要性进行分批设置。该方案最大限度地模拟人工启动方案实现电机的再启动控制。
4 结语
对于石化企业来说,电机的启动与维护直接关系企业的正常生产,而电机的再启动技术作为对供配电系统故障后的补救措施,可以提高供配电系统的可靠性,且实现安全性能的提升。本文在论述石化企业电机常见停机故障的基础上,就当前比较常见的电机再启动技术进行阐述,并加以阐述中海石油宁波大榭石化有限公司实际再启动的应用,引导企业从实际出发做好电机的再启动设计。对于石化企业来说,应积极做好电机再启动技术的设计与分析,从经济性、技术性等角度做定位选择,选用最合适的电机再启动技术实现企业利润的最大化。
摘要：对于石化企业来说,“晃电”带来的电机停机导致整个作业流程陷入混乱,从而影响企业的正常生产,带来巨大的经济损失。因此,关于电机再启动设计与应用的探讨,对于石化企业尤为重要。本文主要就石化企业电机再启动设计与应用进行分析,以推动实现石化企业电机的网络化与智能化管理。
关键词：石化企业,电机,再启动,网络化,智能化
参考文献
[1]吴凡.顺序控制设计法在电机顺序启动和顺序停止中的应用[J].科技信息,2014,(2):113.
[2]唐辉.电机再启动技术在化工企业的应用[J].煤炭与化工,2014,(1):117-119.
[3]姜俐侠,李妍.电机停车后再启动控制电路设计[J].辽宁工程技术大学学报:自然科学版,2010,(3):463-464.
煤矿大型电机的启动控制方式探析 第9篇
1.1 直接全压启动
经过开关或是接触器, 将电源电压直接加到电机的定子绕组上启动电机。显然, 全压启动方式的优点是控制方便、维护简单, 而在实践中, 其缺点也是非常明显的。例如: (1) 整个电网降压非常严重, 使其它设备不能同时启动; (2) 冲击电流会对控制开关的真空管造成严重损害, 造成其使用寿命的下降; (3) 启动电流中含有大量的高次谐波, 进而形成高频谐振, 导致继电保护误动作; (4) 较大的启动电流发生焦耳热反复作用, 会导致导线绝缘老化加速, 同时, 较大的启动电流也会损坏电机绝缘性能, 加速电机老化。直接全压启动方式适合启动设备离变电所距离比较近, 较好地解决了直接全压启动电网降压的问题 (例如在供电系统中采用电容进行压降补偿) 的情况下。
1.2 自耦降压启动
在电机启动时利用自耦变压器来降低加在电机定子绕组上的电压, 在电机启动后再将电机与自耦变压器脱离, 实现电机的全压运行, 这就是自耦降压启动。其缺点是设备体积较大, 投资较贵。其控制特点具体体现在: (1) 通过自耦变压器作用; (2) 启动有跃变过程, 会对电机以及大型机械的寿命造成影响; (3) 会有较大的噪音产生; (4) 不能实现功率输出控制; (5) 可以通过对自耦变压器抽头位置的选择实现不同压降的启动。
1.3 串联电抗器启动
串联电抗器在电机电路中的作用主要有三点:一是限制短路电流, 二是限制电网中的高次谐波, 三是改变电力系统的无功功率运行状况, 并通过电抗器数量的调整来调整电网的运行电压。其使用效果和自耦变压器类似, 适用于400V或600V系统, 但其运行时噪音较小, 一般低于45d B。
1.4 采用可控硅变频技术启动
该技术通过可控硅电路 (可控硅变频器) 进行直接的交-交变频, 而不是改变电机的启动电压, 从而切底克服了机组变换的缺点, 但它还是有一定的缺陷, 例如对可控硅的维护费用较大、启动时在电机内部产生高频磁场会引起电机发热以及形成对附近的通讯设备信号的干扰等, 同时, 虽然可控硅变频器成本较高, 生产技术难度也不低, 但由于其的另一优点, 还是在煤矿大电机中得到了较为广泛的应用, 那就是可控硅具有可控调速性能, 所以在煤矿的主通风机气动控制以及采煤机的牵引装置中得到了广泛应用。
1.5 软启动
大功率电机的软启动是通过电机软启动器来实现的。电机软启动器采用了先进的电力电子技术、微处理技术以及智能化的控制技术, 能有效限制交流异步电动机启动时的电流, 广泛应用于煤矿企业的风机、水泵以及输送机械等大型机械的启动。其工作原理是利用可控硅技术, 通过设定时间形成固定的降压启动模式从而限制启动电流, 电机在启动结束后再恢复全电压工作。软启动的实质还是降压启动, 但和传统降压启动有比较明显的优势, 例如启动时无冲击电流、恒流启动、可以无极调整至最佳启动电流等, 其过程降压值是连续平滑处理。软启动具有操作简单方便, 同时启动时电压、电流变化都比较平缓, 比较适合不需要调速、集中启动以及频繁关停的大功率电机采用, 例如煤矿水泵等的启动。电机的软启动又可以分为多种方式, 例如斜坡升压、斜坡恒流、阶跃启动以及脉冲冲击启动等。
2 大电机启动控制方式的比较
以上几种大电机启动方式在煤矿生产中经常会运用到, 它们各有各的优缺点, 在实际运用中, 需要针对实际需要, 选择最好的控制方式。
2.1 对电网的影响比较
其中直接全压启动影响最大, 自耦降压以及串联电抗器启动影响次之, 可控硅变频技术和软启动影响较小。
2.2 对开关、电机及相关设备的影响
全压直接启动由于没有对接触电流采取分流或抑制措施, 冲击电流最大, 自耦降压以及串联电抗器启动则通过增加变压器或是电抗器的方式减少了电流对设备的冲击, 而可控硅变频技术以及软启动较大程度的限制了启动电流, 冲击电流非常少。
2.3 可控制、可调速性能
在全电压直接启动以及自动自耦降压启动、串联电抗器启动中, 都不具备可控制、可调速性能, 而采取可控硅变频技术启动既可以控制又可以调速, 软启动则不可以调速。
2.4 工作环境的适应性
煤矿井下环境恶劣, 粉尘、瓦斯、有害气体以及空气水分比重较大, 通风条件等不佳, 在进行启动方式的选择时要充分考虑电机对环境的适应性。自耦降压和串联电抗器启动需要较大的大电感元器件, 散热要求较高, 显然不适合在井下环境中使用。而全压直接启动对电网影响过大, 不利于矿区电网的供电安全, 属于逐步淘汰的启动方式。比较适合煤矿井下工作的启动控制方式主要是可控硅变频技术启动以及软启动。具体来说, 软启动方式适合大功率负荷电机, 例如矿山压风机、水泵等, 可控硅变频则适合煤矿主通风机、采煤机等, 这样就可以较好的解决随着井巷延伸调整通风能力需要和采煤工作面采煤速度等。
2.5 运行、维护成本比较
全压直接启动简单方便, 成本最低, 自耦降压、串联抗电器启动次之, 然后是软启动, 这三者中由于前两者零部件较多, 故障发生几率相对较高, 后者使用软启动器实现启动功能, 维护保养比较方便, 运行成本较低。成本最高的是可控硅变频器, 可控硅变频器具有软启动的功能, 其输出不但改变了电压还改变了频率, 其结构比软启动器要复杂的多, 设备成本和维护成本都比软启动器要高。
2.6 环保节能
由于可控硅变频器具有可控制、可调速的功能, 相对而言, 节能减排具有明显优势, 而全压启动和自耦降压启动噪音较大, 对环境影响较大。
3 结束语
煤矿井下设备例如采煤机、提升机、胶带机等的安全运行, 关系到煤矿企业的生产效率。煤矿企业的开采、运输离不开这些大型机械, 推进煤矿企业电气自动化, 就必须对这些重要设备采取最为有效的方式进行运行控制, 其中启动方式的科学选择就是重要方面。
摘要：随着煤矿开采的机械化程度越来越高, 煤矿生产中使用的大型机械设备越来越多, 例如通风机、空气压缩机、提升机等, 这些大型设备一般是由大功率的电机驱动, 在启动时会产生较大的启动电流, 对整个电网产生较大的压降, 给其它设备工作造成影响, 严重时会导致电网故障。本文对煤矿常用的几种大电机启动方式进行了详细分析、比较。
关键词：煤矿,大型电机,启动控制
参考文献
[1]步建东.短路故障和电机启动引起的电压暂降分析[J].商品与质量:理论研究, 2011年2期.[1]步建东.短路故障和电机启动引起的电压暂降分析[J].商品与质量:理论研究, 2011年2期.
[2]杨秋鸽, 孙慧峰.某矿中央水泵电机启动控制系统的改进[J].煤矿机械, 2010年9期.[2]杨秋鸽, 孙慧峰.某矿中央水泵电机启动控制系统的改进[J].煤矿机械, 2010年9期.
变频电机启动异常故障分析及处理 第10篇
阻垢剂计量泵电机主回路由空开、变频器、变频电机组成, 控制回路由模拟信号线、启动继电器、万能转换开关等组成。变频电机控制回路如图1所示。
2 故障现象描述
某日, 远方启动阻垢剂计量泵电机B几秒后, 系统发“阻垢剂计量泵B故障”报警并自动切换至阻垢剂计量泵电机A运行, 且就地阻垢剂计量泵B故障灯不亮。复位阻垢剂计量泵B后, 再次切换至阻垢剂计量泵电机B运行, 结果阻垢剂计量泵B再次报故障。
3 原因分析和处理
3.1 变频器故障
为避免故障扩大, 首先检查电源电压, 若输入电源电压低则变频器会报“UNDER VOLTAGE”, 若输入电源缺相、三相不平衡则变频器会报“INPUT PHASE LOSS”故障。合上电源开关, 测量电源三相电压分别为392.6、392.2、391.9V, 正常。
随后, 对变频器进行空载试验, 以判断变频器是否存在故障。在端子排解开变频器至电机的动力电缆后, 合上电源开关QF1, 将就地/远方选择开关打至就地位置, 按下就地启动按钮SBQ1, 对变频器进行空载试验。就地调节频率电位器使频率上升, 输出电压正常, 据此可判定变频器不存在故障。
3.2 电机负载故障
首先, 判断电机是否存在转动轴卡住故障。通常, 电机轴承卡死或泵体轴承卡住后, 电机电流会大幅上升, 且变频器会报“电机堵转”故障。用手盘动电机转轴, 无机械卡涩情况, 转动正常。
然后, 测量电机三相直流电阻和电机绕组对地绝缘 (连同电缆) , 以此来判断电机是否正常。用500V兆欧表测得的电机 (连同电缆) 相间及对地绝缘见表1, 用万用表测得的电机定子绕组三相直流电阻 (连同电缆) 见表2。
由以上测试结果可知, 电机的直流电阻、绝缘电阻正常, 转轴无卡涩, 加之就地故障指示灯不亮, 说明电机负载无故障。
3.3 回路故障
变频器空载试验正常, 说明就地回路无故障, 因此主要从远方控制回路来寻找故障原因。首先进行远方启动, 依据主回路启动情况来分析故障。将就地/远方选择开关打至远方位, 测得PLC启动按钮KO两端202与203间的电压为220V。进行远方启动, KO常开点闭合, 继电器KA21和KA22动作 (继电器上绿色工作指示灯亮) , 变频器启动, 频率缓慢上升至30Hz (频率设定最低30Hz) , 4s后, 继电器断开, 变频器停运, “阻垢剂计量泵B故障”报警。
根据远方启动现象, 作以下分析。
(1) 现场与PLC有联系的有6个开关量和2个模拟量。开关量包括阻垢剂计量泵电机合闸命令、分闸命令、就地/远方反馈、运行反馈、停止反馈、故障反馈。
(2) 远方启动故障可能在KA23和KC, 而远方可启动4s, 即KA23无故障, 因此最有可能存在故障的是KC。
(3) 电机启动逻辑:若开机条件满足, 就地/远方反馈信号、停止反馈信号正常, 则在合闸命令发出 (KO闭合) 后, KA21动作引起KA22动作, KA22辅助接点 (运行反馈信号) 反馈给PLC, 回路正常启动;若合闸命令发出5s内PLC收不到运行反馈信号, 则PLC显示故障报警, 同时发出分闸命令 (KC点断开) 。
综上分析认为, KA22辅助接点 (运行反馈信号) 没有闭合造成PLC判断故障。远方反馈继电器KA22已动作, 说明可能存在触点接触不良。
拆下继电器KA22检查, 发现有一常开触点有生锈、氧化现象, 造成触点接触电阻过大, 闭合电阻有100kΩ。更换继电器KA22后再次进行远方启动, 一切正常, 未再出现故障报警现象。
4 经验
本文对一起低压变频电机运行中报警停机故障进行了原因分析和故障处理, 为以后此类故障的消缺积累了经验。
(1) 变频器故障报警后, 应及时去现场查看并记录变频器故障信息, 为分析故障原因、处理故障做好准备。本案例中, 变频器启动时间过短, 未提供故障代码。设备故障后, 不应再次启动, 以避免故障扩大化。
(2) 处理故障中, 要综合分析各种现象。看, 运行继电器指示灯亮, 变频器频率上升, 就地故障指示灯不亮;听, 继电器动作声音;问, 问运行人员当时的故障现象, 变频器启动下限频率;闻, 现场设备有无焦味等。
(3) 电机远方控制由PLC实现时, 应综合分析控制图中远方信号的逻辑关系, 一层一层地分析故障原因。首先就地启动, 锁定故障范围, 将主回路断开, 试验控制回路。将远方/就地转换开关置于就地, 若能正常启动, 则说明远方控制回路有问题, 否则说明远方和就地启动的公共回路有问题。然后远方启动, 分析查找故障原因, 若远方不能启动, 则检查远方合闸命令有没有过来或启动条件有没有满足, 若远方可以启动但几秒后停止, 且报警, 则可能是运行反馈信号没有闭合或故障信号动作。
摘要：针对一起变频电机启动异常故障, 根据电机启动原理进行故障分析, 找出故障原因。
关键词：计量泵,变频电机,启动,反馈信号
参考文献
[1]李方圆.变频器原理与维修[M].北京:机械工业出版社, 2010
[2]曹辉, 霍罡.可编程序控制器过程控制技术[M].北京:机械工业出版社, 2006
[3]张燕宾.变频调速的应用实践[M].北京:机械工业出版社, 2000
