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  • 減小大型機械設備壓瓦機電機起動時的電壓降

      全壓起動是交流電動機起動簡單、經濟和的方法。大型機械設備電動機在這種方式起動時會產生約6倍于全負載的電流,持續到電動機轉速接近同步速度為止。然后,電流就下降到與負載相對應的數值。

    全壓起動是交流電動機起動簡單、經濟和的方法。大型機械設備電動機在這種方式起動時會產生約6倍于全負載的電流,持續到電動機轉速接近同步速度為止。然后,電流就下降到與負載相對應的數值。與感應電動機同樣起動的同步電機其起動特點也與此相似。不同之處僅在于當同步電機接近同步轉速時加上直流勵磁,并使轉子牽人與定子旋轉磁場同步。

    一個設計良好的電力系統是當它里面大的電動機起動時它能應付這種巨大的起動電流。這意味著當大型電動機起動時,其起動電流加上在此時刻可能運行的其他電動機負載電流引起的電壓降,不應危及全廠其他電氣設備。設計是一個反復的過程:開始選擇電動機電壓,選擇供給起動電流之變壓器的容量(千伏安)和它的阻抗。

    低阻抗變壓器雖然引起的電壓降小,但短路電流值增大,還需配備保護開關。擁有大量大型電動機的電廠根據壓瓦機電動機的功率大小采用2種甚至3種以上的電壓級別,實現全壓起動。這樣可以取得電壓波動小,基建投資少的效果。

    如果系統設計不合理或將大型電動機接到容量不足的系統中時,則由該電動機起動電流所產生的電壓降會導致其他電動機的繼電保護對不允許的低電壓產生反應,從而使它們從電網中切除。更嚴重的電壓降會使該起動中的電動機無能力達到其工作轉速并將繼續吸取大的起動電流直至它們自身的過載保護動作。

    但是,所有電動機都具有承受某一電壓降數值的能力。工業電動機具有自90%額定電壓下達到工作轉速的能力。供電企業幾乎只采用全壓起動,甚至對大型電動機也是這樣。它們對電源、電動機構成的負載有一套完整的控制程序。這種能應付起動電流的供電系統就具有造價低和性高的特點。對于一個廠礦來說,它的供電系統也照此設計的話,將會取得同樣的效果。但是,根據現實,這種理想情況往往難以實現。一些大型電動機接到那些沒考慮到供給它們起動電流的舊的供電系統中去。另一種情況是現有的供電線路不能提供電動機電流和用戶面臨新建供電線路的投資問題。在大多情況下,一些廠礦的電氣設備是由1臺同時還要向電動機供電的變壓器來供電的,而這些電氣設備又經受不起10%的電壓降,這時就選擇起動方案。

    1限流電抗器

    壓瓦機電動機是通過裝在每根導線上的單相電抗器來起動的。這些電抗器的大小是按電動機阻抗、變壓器阻抗的總和再附加足夠大的、限制大啟動電流值的阻抗來確定的。電動機以閉合斷路器1,并使它保持閉合直到線電流下降至電機空載值時為止的狀態下起動。完成起動時,斷路器1斷開,斷路器2閉合,從而將電抗器從線路切除。如果起動的電動機是同步電機,則直流勵磁也在這時投人。因采用這種起動方法將使電動機的加速時間延長,所以在確定電抗器時應予以注意。在這個加速過程中,電動機電流值將達到滿載電流的1~4倍。

    2高阻抗變壓器

    采用高阻抗變壓器,起動阻抗來自變壓器本身而不是分離的電抗器。如前所述,確定電動機的起動電流時,計及變壓器阻抗加上電動機阻抗所構成之系統總阻抗值。

    首先閉合斷路器1,使高阻抗變壓器帶電,然后閉合斷路器2,使電動機起動。當電流下降至空載值時,閉合斷路器3,接著閉合斷路器4。倒閘之后,斷路器1和斷路器2均應斷開以切斷高阻抗變壓器,從而避免空載損耗。

    應指出,電動機是可以同高阻抗變壓器一起連續地運行的,從而省去4臺開關里的3臺和那臺低阻抗變壓器??墒?,1臺高阻抗變壓器也可能是1臺高損耗的變壓器,所以投人它長期運行是很不經濟的。當然,2臺變壓器只用來起動1臺電動機同樣是不經濟的。實際上高阻抗變壓器可用來起動多臺電動機,時,應可以從1臺電動機倒閘到另1臺。

    3低壓變壓器

    上述2種阻抗法都能在供電線上產生壓降,從而降低電動機的端電壓。降低電動機外加電壓的更直接的方法是使用1臺分立的低壓電源。

    以1臺10kV電動機通過1臺分立的變壓器實現6kV電源來起動。由于頻率決定轉速,所以電動機應在切換到它工作電壓之前就應達到它的額定轉速。

    重要的問題是電動機是否有足夠的轉矩使負載加速至接近同步轉速。如果行的話,這一方法的顯著優點是起動變壓器的容量小。

    4變頻調速

    變頻調速主要是通過晶閘管整流器和晶閘管逆變器組成,變頻調速屬于無級調速,具械特性曲線較硬的特點。然而,目前已有許多設備上裝了這種裝置,用它將壓瓦機電動機起動達到某一轉速。這時,再將電動機切換到電源線上,并加上機械負載。

    這種裝置特別適用于同步電動機。這些電機自動地提供一個變換電壓使變頻驅動器的晶閘管關斷。由于這個原因,同步電動機用的負載整流變頻器比鼠籠式電動機用的強制整流變頻器要簡單和得多。再一方面,因為速度是受頻率而不是受電壓來控制,所以一般來說,變頻驅動器可設計成它的大供電電壓低于電動機的工作電壓。

    變頻起動的一個顯著的優點是起動電流可以按照電動機和負載的要求進行電子控制。因此設計人員可以規定一個恒轉矩起動,或者當需要的話,也可規定軟特性起動。這時,線電流決不會超過電動機的滿載電流。因此,調頻起動用于輔助驅動電動機的效果好。


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