乙炔风机软启动的改造.pdf

乙炔风机软启动的改造 王红英， 王兴贵 （兰维新西部有限公司化工公司， 甘肃兰州7300 94） 摘要 电石乙炔法的合成工序乙炔风机目前国内都是选用罗茨风机， 一般要求入口压力在 5� Pa， 出口压力在 85� Pa以上， 风量 根据工艺要求而定， 且电动机的容量一般都较大， 全压启动时的冲击转矩对拖动系统的冲击， 启动电流对电网的冲击， 在停机时如果 系统突然失去转矩， 靠系统的摩擦转矩克服系统的惯性滑行停车， 也给拖动系统带来问题� 传统的电动机启动方法是用星�三角启动 和自藕降压启动， 存在启动电流大和二次电流冲击�应用现代控制原理， 采用电机软启动可对风机限流启动和保护, 启动电流比较小， 延长电机寿命�它以体积小， 转矩可以调节� 启动平稳冲击小并具有软停机功能等优点得到了越来越多的应用， 大有取代传统的自耦 减压� 星�角等启动器的趋势�它的主要功能是实现电机的节能运行和直流制动�可用于单台电机控制， 也可与 ��� 配合使用实 现多台电机控制， 具有较好的经济性和使用性� 关键词�乙炔风机； 软启动； 软停止； PLC 中图分类号� � � � � �文献标识码� � A ce� � � e� e F a� � �S� � � -� � a� �Re� � � � �A N G H � � � -� � � � ,�A N G� � � � -� � � L� � � � � �N � � �� � � � � �� � � � � � �C � ., L� � . , G� � � �L� � � � � �730 0 94 Ke��� � d� � � � � � � � � �� � � �； � � �� -� � � �� ； � � �� -� �� � ； PLC � 计算技术与自动化 � �软启动器应用目的 软启动器 的产品设计 定向是对电 机进行软 启动和软停 止� 具有的特点��结构紧 凑�节约空间 ��启 动和停止 形式设置多 样化� � 安 装 和 操 作 简 单 � � 具 有 过 载 � 过 热 等 保 护 功 能 � 信 息 提 示 及 控制检测 等功能��具 有微机通讯 接口��良好的 性能价格比� 软启动器以体积小�转矩可 以调节�启动平稳冲击小并具有 软停机功能等优点得到了越来越多的应用� 它的主要功能是实 现电机的软启动�软停止及电机的节能运行和直流制动� 1 . 1电动机的软启动及启动方式 运用串接于电源与被控电机之间的软启动器� 控制其内部 晶闸管的导通角� 使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上 升�直至启动结束�赋予电机全电压�即为软启动�在软启动过程 中�电机启动转矩逐渐 增加�转速也逐渐增加� 软启动一般有下 面几种启动方式� 1 斜坡 升压 软 启 动 � 这 种 启 动 方 式 最 简 单 �不 具 备 电 流 闭 环 控 制 � 仅 调 整 晶 闸 管 导 通 角 � 使 之 与 时 间 成 一 定 函 数 关系 增 加 �其 缺 点 是� 由 于不限流�在电机启动过程中�有时 �要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏�对电网影响较大�实际 很少应用� 2斜坡恒流软启动� 这种启动方式是在电动机启动的初始 阶段启动电流逐渐增加� 当电流达到预先所设定的值后保持恒 定� 1 至 � 2阶段�直至启动完毕� 启动过程中�电流上升变化的 速率是可以根据电动机负载调整设定� 电流上升速率大�则启动 转矩大�启动时间短� 该启动方式是应用最多的启动方式�尤其 适用于风机�泵类负载的启动� 3阶跃启动� 开机�即以最短时间�使启动电流迅速达到设 定值�即为阶跃启动� 通过调节启动电流设定值�可以达到快速 启动效果� 4脉冲冲击启动� 在启动开始阶段 �让晶闸管在级短时间 内�以较大电流导通一 段时间后回 落�再按原设 定值线性上 升� 连入恒流启动� 该启动方 法�在一般负载中较少应用�适用于重 载并需克服较大静摩擦的启动场合� 1 .2软启动与传统减压启动方式的不同之处是� 1 无冲击电流� 软启动器在启动电机时�通过逐渐增大晶 闸管导通角�使电机启动电流从零线性上升至设定值� 2恒流启动� 软启动器可以引入电流闭环控制�使电机在 启动过程中保持恒流�确保电机平稳启动� 3根据负载情况及电网继电保护特性选择�可自由地无级 调整至最佳的启动电流� 1 .3 停车方式�自由停车�软停车� 1 .4软启动器可实现轻载节能 笼型异步电机是感性负载�在运行中�定子线圈绕组中的电 流滞后于电压� 如电机工作电压不 变�处于 轻 载 时 � 功 率 因 数 低 � 处于 重 载 时 �功 率 因 数 高 � 软 启 动 器能 实 现 在 轻 载 时 � 通 过 降 低 电 机 端 电 压 � 提 高 功 率 因 数 �减 少 电 机 的 铜 耗�铁 耗�达到轻载节能的目的�负载重时�则提高电机端电压�确保电 机正常运行� �软启动器控制功能与应用 2 . 1控制功能 软启动器主要是实现电机的软 启动� 软停止及电机的节能 运行和直流制动�因此广泛应用在风机�泵�压缩机�搅拌粉碎设 备�研磨切割设备等的控制系统� 2.2控制应用 以 广泛应 用的 A BB 公 司产 的 PS.S-85/1 4 7 -220 � � 软 启动 器为 例�可带动 1 台 220 � � 风机 �后因我化 工公司 生产需 要又 增 加 220 � ��1 75� ��1 85� ��220 � ��等 �台 风机 软启 动�如 果 每 1 台电动机再配上 1 台 软启动器�不仅增加投资�扩大占地面 积�而且电气线路复杂� 其变压器容量 1 250 � � A �1 0 /0 . 4 � � �为降 低电机启动电流及避免增 容投资过大� 我们根据用户要求采用 已有的1台软启动器�启动4台电动机软启动器� 隔离开关采用 H D 1 7-630 /3� 熔断 器采用 N � 4 -1 250 A � 旁路接触器采用 C J29- 49 5 00/ 3�热继电器采用J R S 2- 6 30/ 3� 风机运行正常�能够很好的满 足生产要求�实现了一机多用的目的�效果良好见图 1� 现简 介如下� 电气控制要求用 1 台软启动器启动 5 台电动机应满足 下列 要求 15台电动机只允许任选1台启动�不允许同时启动2台及 2台以上电动机� 2当某台电动机在启动过程中�其他电动机均不能启动�只 有在该电动机启动结束后�才可启动另 1 台电动机� 3 当 某台电动机启 动时�必须使 这 1 台电动 机由软启动 器 软启动�不能直接启动� 4 电气控制系统的可靠性要高�且具有较强的容错能力�即 使出现误操作�也不应发生较严重的后果� 5 对电动机必须有必要的保护措施�如短路�过载�缺相等� 6 一般情况下�1 台软启动器启动次数不得超过 6 �7 次 图�软启动器“一拖五“接线图 � � �的使用使 得软启动器 “一 拖五“接线非常 简易�所有 复 杂的逻辑关系�相互条件都体现在 � � �程序中�这些关系和条件 一般包括空气 开关�交流接触 器�热继电器的 辅助触头 �本 机报 警�本机启动�软启动器状 态�软启动器报 警�设备逻辑 关系�工 艺流程控制条件�手动 � 自动�设备外围条件�段 启动�段停止�紧 急停止�故障停机条件以及参数设置等相关信息� 图 1 中�根据 工艺要 求�电机启动 顺序依次 为 �� ��� ��� ��� ��� �则程序 必 须体现在电机启动的优先权� 首先在程序中制定选址条件 和复 位条件�电机的选择具有排它性即每次只能选择一个电机�被选 中的电机和其它相关条件共同组成该电机的选址条件� 用于对 选址条件进行复位操作来表示选址的结束� 其次�在程序中作出 各电机的动作控制 程序� 比如准备启动 ��电机时�� �� �辅助 交流接触器先吸合�� � �通过启 � 停 中 间 继电 器 控 制 软 启 动 器 的 启 动 � 软启 动 器 通 过 � �� � 拖 动 ��启 动 ���启 动 完 成 时 软 启 动 器 的 状 态 信 号 反 馈 到 � � ��� � �输 出 指 令 切 断 � � � �� 吸 合 � ��交 流 接 触 器 ���则 在 惯 性 引 导 下完成 转 换�实现正常运行�同时 ��的选址条件被复位�� �启动完毕�进 行下一个电机启动� 按照工艺流程选择 ��电机时�启动条件具 备后�通过选址条件寻到 � �即可启动�依次类推� 见图 2�软启 动器与 � � �接线 图 � � � �梯形控制图 �软启动器的保护功能 1�过载 保护功能 �软 启动器引进 了电流控制 环�因而随时 跟踪检 测电机电流的变化状况� 通过增加过载电流的设定和反 时 限控制模式�实现了 过载保护功 能�使电机过载 时�关断晶闸 管并发出报警信号� 2�缺相 保护功能 �工 作时�软启动器 随时检测三 相线电流 的变化�一旦发生断流�即可作出缺相保护反应� 3�过热保护功能�通过软启动器内部热继电器检测晶闸管 散热器 的温度�一旦散热器温度超过允许值后自动关 断晶闸管� 并发出报警信号� 4 �其它 功能�通过电 子电路的组 合�还可在系统 中实现其 它种种联锁保护 �结束语 原则上� 软 启动适用于笼型异步电动机如乙炔风机等凡不 需 要调速的各 种应用场 合�目前的应用 范围是 交流380�也可 6 6 0� ��电机功率从几 千瓦到 800� ��特别适用于各种 泵类负载 或风机 类负载� 同样对于变负载工况� 电动机长期处于轻载运 行 �只有短 时或瞬间处 于重载场合 �应 用软启动器 不 带旁路接 触器�则具有轻载节能的效果� 其启动转矩大而且可 以调节�设 备 启动时间短�有软停 机功能�元件少 维修量小 �能够 完成比较 困难的 设备的启动�是性能比较好的电动机启动控制 设备�应该 在化工行业等广泛应用� 参考文献� � 1�周万珍�高鸿斌.PLC 分析与设 计应用� M � .北京�电子工业 出版社, 1985 . � 2� 赵明.工厂电气控制设备� M � .北京�机械工业出版社, 1984 . � 3� 戴广 平.电 动机变频器 与电力 拖动� M � .北京�中国 石化出 版社, 1991. � 4 � 3R �3014- 1AB14S OFTS TAR TERIN S TR U CTION � 2007 - 03- 10� � � � � // � � � .� � � .� � � . � 5 � LO� - � OLTAG ES � S TEM �S OFTS TAR TER ,� 2007 - 09- 21� � � � � // � � � .� � � �� � � .� � � .� � . 50