站内搜索: 商品
  • 北京信兆科技有限公司
您现在的位置:首页新闻中心行业新闻 > 钢厂水冷却系统高压三相异步电动机晶闸管软起动控制器

钢厂水冷却系统高压三相异步电动机晶闸管软起动控制器

浏览次数: 日期:2018年11月8日 13:44

 

【摘要】本文介绍了一种适合钢厂水冷却系统水泵类负载使用的高压三相异步电动机晶闸管软起动控制器,该装置改善了电动机起动、停止特性;有效地消除了直接(全压)起动、停车方式带来的“水锤”效应,正在钢厂的冷却水系统中发挥着越来越重要的积极作用。 

 

北京信兆科技有限公司


  1、引言 
  水冷却系统是炼钢厂和轧钢厂的重要组成部分,以大功率高压(3~10kV)三相异步电动机作为水冷却系统水泵类负载拖动设备应用最为广泛。三相异步电动机全压起动时,“水锤”效应破坏管道;如果水泵前面的管路比较长,当电动机突然停车时,高速的水流会冲击到水泵的叶轮上,使叶轮变形或损坏。为了避免上述情况发生,近年来出现了不少电子式软起动、软停止控制器。但这些控制器仅适用于中低压的异步电机,因此设计一种优良的高压三相异步电动机软起动控制器具有重要意义。 


  2、高压三相异步电动机晶闸管软起动器控制原理 
  主回路包括:三对反向并联高压大功率晶闸管阀组、高压真空断路器QF、高压真空接触器QM、高压三相异步电动机。控制部分包括:PIC单片机控制板、电压互感器、电流互感器、远程控制操作台。通过控制双向晶闸管阀组的触发角使电动机平稳起动。 


  3、高压三相异步电动机晶闸管软起动控制器硬件结构 
  软起动器的硬件结构主要由功率单元、触发单元、控制单元、电压传感单元、电流传感单元、故障检测单元、人机交互单元组成。 
  (1)功率单元 晶闸管串联的功率单元联接在三相高压电网与电动机之间,作为功率执行器件,单只晶闸管还不足以承受6kV的高压,在设计6kV高压软起动装置的时候,功率单元采用3只晶闸管串联的方式来提高耐压值,每三个晶闸管串联后再反并联组成单相功率串联阀组,以实现软起动器对交流电机的控制。 
  (2)控制单元 是系统的核心单元。主要由PIC16F877及其辅助电路构成,实现信号检测、实时运算、控制信号的输出。 
  (3)触发单元 利用PIC单片机给出的控制信号,经脉冲变压器后送出一定脉宽的脉冲信号驱动晶闸管的导通,并通过控制晶闸管导通角改变加载在电动机定子绕组两端电压大小。 
  (4)电压传感单元 实现两个功能:其一是同步信号的检测功能,采样三相电压的过零时刻作为晶闸管触发信号的同步信号;其二是将三相电源电压信号通过变压器降压后转变为直流信号送入PIC单片机中,用以电压负反馈调节、故障检测、过压和欠压保护。 
  (5)电流传感单元 通过传感器将电动机定子三相电流信号转换成电压信号,再将该信号送入PIC单片机中,用以电流负反馈调节、故障检测和过流保护。 
  (6)人机交互单元 显示预置信息、故障信息及运行参数,如电压、电流、起动时间等参数;完成预定参数的设置,如起动方式、起动电流倍数、起动时间、显示模式等任务。 


  4、软件设计 
  软起动器的软件由主程序和中断服务子程序组成,主程序主要负责系统管理、完成故障诊断、系统保护、起停等功能。中断服务程序有同步电压信号检测中断服务子程序和软件定时中断服务子程序,前者主要用于检测和产生同步信号,后者用于产生一定宽度的触发信号。 


  5、实验结果 
  系统设计完成后,用该软起动控制器在6kV三相异步电动机上进行了带载起动实验,对电动机起动电流作了测试,并用数字示波器对波形进行了记录。实验电动机参数为:额定电压6kV;额定电流95.4A;额定功率850kW;额定转速980r/min。首先进行直接起动实验,利用测得的实验数据进行控制系统参数(检测电压、电流)的校准。实验数据为:冲击电流625A;起动时间2.8秒;空载电流24.6A。 
  由以上的实验数据和起动电流波形图可以看出,冲击电流约为额定电流的6.5倍,该冲击电流将会对电机本身及附近的用电设备产生较大的影响,也会使电网电压有一定的跌落,影响电网的供电质量。在校准控制系统参数后,进行恒流起动实验,设定起动电流恒流值为额定电流的2倍。实验数据为:起动电流210.6A;起动时间20s;空载电流24.6A。 
  由恒流起动的实验数据和起动电流波形图可以看出,起动电流为额定电流的2.2倍,基本上实现了预定的2倍额定电流起动的目标,大大降低了直接起动的冲击电流,同时起动时间变长,转速平滑上升,实现了电动机的软起动。 


  6、结束语 
  该软起动控制器已经在某钢厂水冷却系统中得到了成功应用。软起动时,水泵机组不但起动平稳,阀门和管道没有出现撞击声,而且解决了以往直接起动电动机时的冲击电流、冲击转矩、机组振动、电网电压波动大等问题;软停车时,水泵机组停车平稳,没有拍门撞击现象发生和“水锤”效应产生。节省了大量的维修、管理费用,其经济、社会效益十分明显。作者: 杨勇 杨铭)

 北京信兆科技有限公司

所属类别: 行业新闻

该资讯的关键词为:水冷却  三相异步电动机  晶闸管  软起动器  冷却水