1  引言
    籠型交流異步電動(dòng)機(jī)是邯鋼熱力廠供水系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的電氣設(shè)備。隨著邯鋼生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電機(jī)容量的加大，數(shù)量的增多，傳統(tǒng)起動(dòng)方式的弊端愈來(lái)愈突出。由于變頻及軟起動(dòng)技術(shù)的飛速發(fā)展，從根本上解決了電機(jī)控制中存在的一些問(wèn)題，尤其是軟起動(dòng)技術(shù)在解決大、中容量的電機(jī)起動(dòng)問(wèn)題中有著極為優(yōu)越的性能，我們應(yīng)該正確合理地運(yùn)用電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式來(lái)保證企業(yè)生產(chǎn)的安全運(yùn)行。

2  傳統(tǒng)的起動(dòng)方式
    （1）直接起動(dòng) 
    籠型交流異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生很大的起動(dòng)電流，是電動(dòng)機(jī)額定電流的5～8倍，轉(zhuǎn)矩也會(huì)激增，所以直接起動(dòng)方式適用于小功率電動(dòng)機(jī)。
    （2）定子串電阻或電抗降壓起動(dòng)
    定子串電阻或電抗降壓起動(dòng)方式適用于輕載起動(dòng)，能起到減小起動(dòng)電流和增加起動(dòng)平穩(wěn)性的作用，但因起動(dòng)損耗較大，經(jīng)濟(jì)性差，只在電機(jī)容量較小時(shí)使用。
    （3）自耦變壓器降壓起動(dòng)
    自耦變壓器降壓起動(dòng)方式適用于容量較大而正常運(yùn)行時(shí)丫接的鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)。自耦變壓器降壓起動(dòng)有過(guò)載和失壓保護(hù)，可以減小電動(dòng)機(jī)電流對(duì)電網(wǎng)的影響，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、故障率高、檢修不方便、價(jià)格較高。
    （4）星—三角起動(dòng)
    星—三角降壓起動(dòng)方式適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組Δ接的異步電動(dòng)機(jī)。在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中，星—三角轉(zhuǎn)換的同時(shí)將產(chǎn)生一個(gè)尖峰電流，會(huì)影響供電電源和電動(dòng)機(jī)，用于空載或輕載起動(dòng)。

3  變頻起動(dòng)和軟起動(dòng)器起動(dòng)
    （1）變頻起動(dòng)
    可以對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與停止施加影響，有恒定的電壓—頻率關(guān)系，對(duì)機(jī)器、負(fù)載及電網(wǎng)的沖擊很小，可以調(diào)速，但價(jià)格高，存在電磁兼容問(wèn)題。
    （2）軟起動(dòng)器起動(dòng)
    軟起動(dòng)器，是采用電力電子技術(shù)、微處理器技術(shù)及現(xiàn)代控制技術(shù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的節(jié)能產(chǎn)品。它實(shí)際上是一個(gè)晶閘管調(diào)壓調(diào)速設(shè)備，通過(guò)改變晶閘管的觸發(fā)延遲角來(lái)調(diào)節(jié)晶閘管調(diào)壓電路的輸出電壓。其特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩近似與定子電壓的二次方成正比。
    在使用軟起動(dòng)器起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動(dòng)機(jī)逐漸加速，直至晶閘管全導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓時(shí)的機(jī)械特性上。
    軟起動(dòng)器具有與被控設(shè)備相吻合的負(fù)載特性、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，能全面解決電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)和停止時(shí)帶來(lái)的機(jī)械及電氣沖擊問(wèn)題，如用在水泵中的優(yōu)勢(shì)在于，可以避免水錘效應(yīng)的產(chǎn)生。

4  施耐德軟起動(dòng)器在我廠供水系統(tǒng)中的應(yīng)用 
    水泵電動(dòng)機(jī)在我廠占有很高的比重，大多數(shù)電動(dòng)機(jī)使用的起動(dòng)方式為直接起動(dòng)。大、中容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)不僅對(duì)電網(wǎng)及傳動(dòng)機(jī)械帶來(lái)沖擊，而且電氣元件故障率較高，用軟起動(dòng)器起動(dòng)在解決大、中容量的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)問(wèn)題中有著極為優(yōu)越的性能。軟起動(dòng)器對(duì)于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)給電網(wǎng)的沖擊以及傳動(dòng)機(jī)械的沖擊都得到了良好的改善，使傳動(dòng)機(jī)械的壽命得到了提高，電氣設(shè)備的故障率大大降低。隨著我廠供水系統(tǒng)工藝流程的不斷改造完善，軟起動(dòng)器起動(dòng)正逐漸替代傳統(tǒng)的起動(dòng)方式，在我廠的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。例如我廠某水站供水系統(tǒng)的改造中，有兩臺(tái)低壓水泵，電機(jī)容量為135kW，原來(lái)的起動(dòng)方式為直接起動(dòng)，因起動(dòng)電流大，造成傳動(dòng)機(jī)械、接觸器、熱繼電器和其它電氣元件的故障率較高，現(xiàn)改為軟起動(dòng)，選用的是施耐德電氣公司的ATS48C32Q軟起動(dòng)器。
4.1 Altistart 48軟起動(dòng)器的控制方式的選擇
    ATS48軟起動(dòng)器的起動(dòng)方式有電壓控制軟起動(dòng)、轉(zhuǎn)矩控制軟起動(dòng)、帶電壓提升的軟起動(dòng)、帶定子損耗補(bǔ)償?shù)能浧饎?dòng)/停止、帶電動(dòng)機(jī)預(yù)熱的軟起動(dòng)五種。電壓控制軟起動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)加速按照電壓斜坡進(jìn)行控制。轉(zhuǎn)矩控制軟起動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)按照轉(zhuǎn)矩斜坡進(jìn)行控制，能夠顯著降低機(jī)械應(yīng)力和電應(yīng)力。帶電壓提升的軟起動(dòng)可以在運(yùn)行命令開(kāi)始時(shí)，施加一個(gè)可調(diào)整的電壓，使電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)開(kāi)始階段以較大的轉(zhuǎn)矩起動(dòng)，經(jīng)100ms后，再按照標(biāo)準(zhǔn)的加速斜坡起動(dòng)。帶定子損耗補(bǔ)償?shù)能浧饎?dòng)/停止是指電動(dòng)機(jī)在加速或減速階段，起動(dòng)器與電動(dòng)機(jī)按照Δ聯(lián)結(jié)或轉(zhuǎn)差率較大的電動(dòng)機(jī)中，震蕩是最常見(jiàn)的現(xiàn)象，如果引入這個(gè)參數(shù)并選取合適的值，能夠使設(shè)備正常運(yùn)行。帶電動(dòng)機(jī)預(yù)熱的軟起動(dòng)是為了防止電動(dòng)機(jī)結(jié)冰或冷凝現(xiàn)象。所以選用的起動(dòng)方式為轉(zhuǎn)矩控制軟起動(dòng)。
    ATS48軟起動(dòng)器的停車(chē)模式有三種，即自由停車(chē)、軟停車(chē)、制動(dòng)停車(chē)。電子軟起動(dòng)帶來(lái)最大的停車(chē)好處就是軟停車(chē)和制動(dòng)停車(chē)。軟停車(chē)消除了由于自由停車(chē)帶來(lái)的拖動(dòng)系統(tǒng)反慣性沖擊，它適用于泵類(lèi)，能夠降低液壓瞬態(tài)變化，防止水錘效應(yīng)。制動(dòng)停車(chē)在一定的場(chǎng)合代替了反接制動(dòng)停車(chē)，用于能夠減少停車(chē)時(shí)間而適用于高慣性的應(yīng)用場(chǎng)合。所以選用的停車(chē)方式為軟停車(chē)。
4.2 Altistart 48軟起動(dòng)器主要功能的選擇
    （1）控制功能
    起動(dòng)按照轉(zhuǎn)矩斜坡進(jìn)行控制，在加速和減速期內(nèi)對(duì)供給電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行在線(xiàn)性控制，能夠顯著降低機(jī)械應(yīng)力和電應(yīng)力。起動(dòng)結(jié)束后使用接觸器旁路，同時(shí)維持必須的保護(hù)。
    （2）保護(hù)功能
    內(nèi)置電動(dòng)機(jī)熱保護(hù)；PTC直接熱保護(hù)；起動(dòng)時(shí)間檢測(cè)；連續(xù)運(yùn)行中欠載和過(guò)電流保護(hù)。
4.3 Altistart 48軟起動(dòng)器參數(shù)設(shè)置
    （1）電動(dòng)機(jī)額定流：248A；
    （2）限制電流：300%額定電流；
    （3）加速斜坡時(shí)間：15s；
    （4）初始起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：40%額定轉(zhuǎn)矩；
    （5）停機(jī)類(lèi)型選擇：軟停車(chē)；
    （6）減速斜坡時(shí)間：20s；
    （7）電動(dòng)機(jī)熱保護(hù)：10級(jí)；
    （8）電動(dòng)機(jī)缺相閾值：10%；
    （9）繼電器輸出端R1：軟起動(dòng)器故障；
    （10）繼電器輸出端R3：電動(dòng)機(jī)已驅(qū)動(dòng)。

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4.4 Altistart 48軟起動(dòng)器的電控原理圖
    軟起動(dòng)器的電控原理圖如圖1所示，外部接線(xiàn)圖如圖2所示，控制系統(tǒng)原理圖如圖3所示,軟起動(dòng)器采用機(jī)旁手動(dòng)和計(jì)算機(jī)集中控制兩種控制方式。

圖1  電控原理圖

圖2  外部接線(xiàn)圖

圖3  控制系統(tǒng)原理圖

4.5 Altistart 48軟起動(dòng)器在我廠供水系統(tǒng)改造中應(yīng)用后的效果
    （1）可以對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與停止施加影響，起動(dòng)參數(shù)可視負(fù)載調(diào)整，以達(dá)到最佳起動(dòng)效果；
    （2）可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器、負(fù)載及電網(wǎng)的最小沖擊，降低電壓波動(dòng)和電流尖峰，降低起動(dòng)機(jī)械應(yīng)力，避免水錘效應(yīng)的產(chǎn)生,延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)及相關(guān)設(shè)備的使用壽命,提高生產(chǎn)率;
    （3）提供完善的電動(dòng)機(jī)、控制系統(tǒng)和外界故障保護(hù)功能；
    （4）節(jié)能運(yùn)行；
    （5）運(yùn)行可靠，維修方便； 
    （6）比變頻器起動(dòng)便宜的多。

5  結(jié)束語(yǔ)
    在工程設(shè)計(jì)和工程改造中，要想改善工藝提高自動(dòng)化水平，降低成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)就應(yīng)首先采用先進(jìn)的起動(dòng)設(shè)備—軟起動(dòng)器。
    軟起動(dòng)器特別適用于各種泵類(lèi)負(fù)載或風(fēng)機(jī)類(lèi)負(fù)載，需要軟起動(dòng)與軟停車(chē)的場(chǎng)合。同樣對(duì)于變負(fù)載工況、電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于輕載運(yùn)行，只有短時(shí)或瞬間處于重載場(chǎng)合，應(yīng)用軟起動(dòng)器（不帶旁路接觸器）運(yùn)行，則具有輕載節(jié)能的效果。