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晶閘管移相式軟啟動(dòng)原理質(zhì)疑

時(shí)間:2007-07-14 16:05:00來源:lijuan

導(dǎo)語(yǔ):?晶閘管移相式交流調(diào)壓電路不能應(yīng)用于異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)行,所謂的軟啟動(dòng)原理在理論上是不成立的。
摘要:晶閘管移相式交流調(diào)壓電路不能應(yīng)用于異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)行,所謂的軟啟動(dòng)原理在理論上是不成立的。 關(guān)鍵詞:園旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)、平滑轉(zhuǎn)矩;幅值高次振動(dòng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)、非平滑沖動(dòng)式轉(zhuǎn)矩;低功率因數(shù)、高無功損耗;高次諧波污染 … ?!? 三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流大,對(duì)供電電網(wǎng)、同網(wǎng)設(shè)備、電動(dòng)機(jī)本身的危害不言而諭。多少年來人們?cè)诮鉀Q異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)課題上,不斷研究、實(shí)踐,取得了很多科學(xué)的、實(shí)用的、巧妙有效的方法和設(shè)備。 近年來,由于電力電子技術(shù)的發(fā)展,人們?cè)缇推谂蔚目茖W(xué)、簡(jiǎn)單、有效、實(shí)用的變頻設(shè)備成為現(xiàn)實(shí),隨心所欲地異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速、變頻軟啟動(dòng)技術(shù)在自動(dòng)化、智能化控制及自動(dòng)化設(shè)備上得到廣泛應(yīng)用?!败泦?dòng)”成為現(xiàn)代工控技術(shù)最時(shí)髦的代名詞。 晶閘管移相式直流調(diào)壓、交流調(diào)壓技術(shù)多年來廣泛應(yīng)用于直流電機(jī)調(diào)速,交、直流電焊等諸多方面。過去誰也沒想著把它用到異步電機(jī)的啟動(dòng)上,因?yàn)榇蠹叶济靼桩惒诫姍C(jī)用的是正弦交流電。 可是現(xiàn)在工控市場(chǎng)上有了晶閘管移相式軟啟動(dòng)設(shè)備和相關(guān)生產(chǎn)廠家,它們把晶閘管移相式交流調(diào)壓技術(shù)用到異步電機(jī)的啟動(dòng)上,并冠以軟啟動(dòng)這樣最時(shí)髦的代名詞。更叫人不惑的是廣告、說明書上那些做宣傳的忽悠之詞,黑白不分、利弊顛倒叫人上當(dāng)。 從三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理看:只有三相對(duì)稱正弦交流電產(chǎn)生的是園旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng);產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩是連續(xù)、平滑的;影響異步電動(dòng)機(jī)電流大小的主要因素是: ① 轉(zhuǎn)差率S;②電源電壓Um;③阻抗Z; ④功率因數(shù)COSφ。 采用最新最先進(jìn)電力電子技術(shù)的變頻器,在對(duì)異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)過程中電機(jī)電流可以控制的很小 IQ ≤ IN, 原因是它實(shí)現(xiàn)了平滑地、隨意地改變、控制三相對(duì)稱正弦交流電源的頻率f,從而平滑地改變定子園旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1,使其跟隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n2,始終保持其有一個(gè)非常小的轉(zhuǎn)差率 S ≤ SN, 常用的傳統(tǒng)降壓?jiǎn)?dòng)設(shè)備是把電源電壓 Um降低,使電動(dòng)機(jī)在低電壓下啟動(dòng),減小電機(jī)啟動(dòng)電流,啟動(dòng)電流降為 IQ =(3-4)IN 高壓鼠籠異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式中定子回路串電抗器、定子回路串液態(tài)電阻、轉(zhuǎn)子回路串電阻 ,都是通過改變電動(dòng)機(jī)阻抗Z、提高功率因數(shù)COSφ的方式減小啟動(dòng)電流。 總之,傳統(tǒng)降壓?jiǎn)?dòng)方法,不改變單一正弦交流電的基本性質(zhì)(既頻率不變),保證了園旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)、連續(xù)平滑的電磁轉(zhuǎn)矩的異步電機(jī)的根本屬性不變,啟動(dòng)過程異步電機(jī)的原有機(jī)械特性不改變。 而晶閘管移相式軟啟動(dòng)是改變正弦交流電壓的波形,使之變?yōu)榉钦颐}沖式交流電,通過調(diào)節(jié)其占空比(如圖所示),來改變交流電的平均電壓。其平均電壓是可控的、平滑變化的。它加在異步電動(dòng)機(jī)繞組上產(chǎn)生的磁場(chǎng)是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的幅值高次振動(dòng)的磁場(chǎng);其轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩是一個(gè)大小高次振動(dòng)的非平滑變化的沖動(dòng)式的破壞性轉(zhuǎn)矩。在機(jī)械方面產(chǎn)生(轉(zhuǎn)子高頻機(jī)械沖動(dòng),其沖動(dòng)頻率f機(jī)械 = 2f電源)震動(dòng),對(duì)電機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械形成機(jī)械損害;在定子電磁轉(zhuǎn)換中產(chǎn)生過電壓,直接損害電機(jī)絕緣,減少電機(jī)使用壽命;從電能利用效率看,啟動(dòng)過程中電機(jī)處于低功率因數(shù)、高無功損耗、高有功損耗(轉(zhuǎn)子高頻機(jī)械震動(dòng))的狀態(tài)。特別是平均電壓越低(既控制角α越大,導(dǎo)通角β越?。┐嬖诘纳鲜鰡栴}就愈加嚴(yán)重。
有的生產(chǎn)廠家聲稱自己生產(chǎn)的軟啟動(dòng)箱具有節(jié)電、節(jié)能功能。實(shí)際上,這種占空比不斷變化的非正弦脈沖式交流電作用在異步電動(dòng)機(jī)上,與傳統(tǒng)啟動(dòng)設(shè)備相比,功率因數(shù)COSφ更低,無功損耗更大。而且在負(fù)載率低時(shí),晶閘管移相交流調(diào)壓輸出波形的占空比更小,高次諧波幅值比例增大,上述情況表現(xiàn)得更分明,不但不能節(jié)電,而是損耗更厲害。 異步電動(dòng)機(jī)降低啟動(dòng)電流的一個(gè)主要目的就是減小大電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊,減小對(duì)同網(wǎng)設(shè)備的影響。而晶閘管移相交流調(diào)壓電路輸出的占空比變化的非正弦脈沖式交流電中,高次諧波對(duì)電網(wǎng)存在有害污染;對(duì)同網(wǎng)電氣設(shè)備和通信、電視等系統(tǒng)的正常工作存在影響。不但不起好作用,而是起壞作用。 克拉瑪依油田企業(yè),有很多單位高價(jià)進(jìn)了這種所謂軟啟動(dòng)箱,沒用幾天,很快就被淘汰出局,統(tǒng)統(tǒng)換上了真正的軟啟動(dòng)設(shè)備—變頻器。 晶閘管移相式軟啟動(dòng)這種未經(jīng)過國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)科學(xué)論證、實(shí)際檢驗(yàn)的不成熟產(chǎn)品,違反了國(guó)家機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售的基本法規(guī)。它的流行將給企業(yè)正常生產(chǎn)造成不良影響,將造成社會(huì)財(cái)富的巨大浪費(fèi)。 參考文獻(xiàn): 電機(jī)學(xué),機(jī)械工業(yè)出版社出版,哈爾濱電機(jī)制造學(xué)校主編

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