摘 要：对电子软启动器在垦利水库泵站中的应用情况进行了介绍，并对其工作原理与运行特点进行了分析和总结，由于其具有启动电流小、对电网无冲击、保护功能齐全、节能、无机械触点、稳定可靠、整体结构简单、维护方便等优点，适合各种大功率电动机启动控制使用。
关键词：电子软启动器；降压启动；电动机
1 工程概况及启动器的选用
山东垦利水库位于黄河南展滞洪区末端，紧靠黄河，设计蓄水能力为2500万m3。水库自临黄大堤桩号216+181处的路庄引黄闸引水，经沉沙池沉沙后由路东干渠输水至入库泵站，然后提水入库。调蓄水库总库容2500万m3，有效库容2200m3，围坝总长9．26km，设计蓄水位13．81m（黄海。下同），死水位8．4m。新建入库泵站位于水库西围坝，设计流量6．1m3／s。设计扬程6．74m，采用轴流泵4台，其中1台备用，配套电机为4台三相鼠笼式异步电动机，功率为180kW，额定电压为380V。泵站电源为当地农用网电。经技术分析及经济比较，本工程水泵电机启动设备选用“雷诺尔”JJR1180软启动器。JJR系列电机软启动器，采用智能化数字式控制，以单片机为智能中心。可控硅模块为执行元件对电动机进行全自动控制，它适用各种负载的异步电动机控制，使电动机在任何工况下均能平滑启动，保护拖动系统，减少启动电流对电网的冲击，保护电动机可靠的启动；并且软启动器使电机平滑减速停车，消除拖动系统的反惯性冲击。电子软启动器具有完整的系统保护功能，延长拖动系统的使用寿命，降低系统造价，提高系统的可靠性，兼容了所有启动设备的各种功能，是传统启动最理想的更新换代产品，因此在本工程中选用该产品。
2 各种启动方式的性能比较
三相鼠笼式异步电动机传统的启动方式有全压启动和降匪启动。全压启动时要产生较大的冲击电流，特别是大容量电机直接启动会对电网及其他负载造成干扰，甚至对电网的安全运行形成威胁：况且过大的启动电流也加速了电机绕组绝缘的老化速度，缩短了电机的使用寿命。在停机时，如果拖动系统突然失去转矩，靠系统的摩擦转矩克服系统的惯性滑行停车，也给拖动系统带来诸多问题，如水泵的水锤现象等。传统的降压启动方式有“Y一△”启动和自耦降压启动，这两种启动只能起到在电机启动时降低启动电流对电网的冲击作用，能保证电动机的可靠启动，但电动机仍不能平滑启动和停车，没有从根本上解决问题。
目前软启动有磁控降压软启动器和电子软启动器。磁控降压软启动器采用控磁限幅调压方式对电动机启动过程的电压进行减压调控，实质就是电抗器降压启动。电子软启动器是一种集软启动、软停车、轻载节能和多功能保护于一体的新颖电机控制装置。它不仅实现了在整个启动过程中无冲击而平滑地启动电机，而且可根据电动机负载的特性来调节启动过程中的参数，如限流值、启动时间等。电子软启动与其他传统启动方式相比，具有良好的软启动能力，它既能保证电动机在负载要求的启动特性下平滑启动，又能降低对电网的冲击，同时，电子软启动器一般采用16位单片机智能化控制，能实现直接计算机通信控制。由于具有启动电流小、对电网无冲击、保护功能齐全、节能、无机械触点、稳定可靠、整体结构简单、维护方便等优点，所以深受用户赞赏。电子软启动控制器是电动机启动控制设备领域中的更新换代产品，适合各种大功率电动机启动控制使用。电子软启动与其他传统启动方式性能比较见表1所示。
3 电子软启动器的工作原理与运行特点
3，1 电子软启动器的工作原理
软启动器的工作原理是由串接于电源和被控电机之间的三相反并联晶闸管进行调压．可通过调节晶闸管的导通角使电机的端子电压从预先设定的值上升到额定电压。其特点是电动机转矩与定子电压的平方成正比。用电子软启动器启动电机时，晶闸管的输出电压逐渐增加。电动机逐渐加速，直至晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上。在选择应用电子软启动器时应考虑它的启动性能和停车性能，目前的电子软启动器有以下5种启动方式：
（1）限流启动。就是电机的启动过程中限制其启动电流不超过某一设定值（Im）的软启动方式。其输出电压从零开始迅速增长，直到输出电流达到预先设置的电流限值Im，然后保持输出电流，I<Im，田的条件下逐渐升高电压．直到额定电压。使电机转速逐渐升高，直到额定转速。它主要是用在轻载启动的负载，降低启动压降。缺点是在启动时难以知道启动压降，不能充分利用压降空间，损失启动力矩，对电动机不利。
（2）斜坡电压启动。在启动过程中，电机的输出力矩随电压增加。在启动时提供一个初始的启动电压Us，Us根据负载可调，将Us调到大于负载静摩擦力力矩，使负载能立即开始转动。这时输出电压从Us开始按一定的斜率上升（斜率可调），电机不断加速。当输出电压达到达速电压Us时，电机也基本达到额定转速。软启动在启动过程中自动检测达速电压，当电机达到额定转速时，使输出电压达到额定电压。它的优点是将传统的降压启动从有级变成了无级，主要用在重载启动，它的缺点是初始转矩小，转矩特性抛物线型上升，对拖动系统不利，且启动时间长有损于电机。
（3）转矩控制启动。这种启动方式用在重载启动，它是将电动机的启动转矩由小到大线性上升，其优点是启动平滑，柔性好，对拖动系统有更好的保护，其目的是保护拖动系统，延长拖动系统的使用寿命，同时降低电机启动时对电网的冲击，是最优的重载启动方式。其缺点是启动时间较长。
（4）转矩加突跳控制启动。在启动开始阶段，让晶闸管在极短的时间内全导通后回落，再按原设定的值线性上升，进入恒流启动，该启动方：式与转矩控制启动相仿也是用在重载并需克服较大静摩擦的启动场合，：同的是在启动的瞬间用突跳转矩克服电机静转矩，然后转矩平滑上升。缩短启动时间。但是，突跳会给电网发送尖脉冲，干扰其他负荷，应用时要特别注意。
（5）电压控制启动。这种启动方式用在轻载启动的场合，在保证启动压降下发挥电动机的最大启动转矩，尽可能地缩短了时间，是最优的轻载启动软启动方式。
3．2 电子软启动器的停机方式
停机方式有3种：一是自由停车，二是软停车，三是制动停车。自由停车即惯性停车（断电自停）；软停车是软启动器将额定电压按软停车设定的时间缓慢降至起始电压 后停止输出的一种停车方式，它可以消除由于自由停车带来的拖动系统反惯性冲击；制动停车是向电机输入直流电流，从而加快制动。制动时间可调，主要用于惯性力矩大的负载或需快速停机的场合，在一定的场合代替了反接制动停车。电子软启动器最大的停车优势就是软停车和制动停车。软停车消除了由于自由停车带来的拖动系统反惯性冲击。制动停车在一定的场合代替了反接制动停车。
3．3 电子软启动器的运行特点
它能使电机启动电压以恒定的斜率平稳上升，启动电流小，对电网无冲击电流，减小负载的机械冲击。启动电压上升斜率可调，保证了启动过程的平滑性，启动电压可依据不同的负载在30％ ～70％ （ 为额定电压）范围内连续可调。可根据不同的负载设定启动时间。在小范围内可用来调压调速，运用节能模式可实现节能运行。平滑软停功能，可消除惯性冲击及水锤效应，具有短路、缺相、过热、过载、欠压保护等多种保护功能，且有通讯端口可实现网络通讯与远程控制。
4 电子软启动器的应用范围
电子软启动器以其良好的启动和停机性能以及完善的保护功能，在各行各业中已推广应用，异步电动机凡不需要调速的各种应用场合均可使用，特别适用于需要软启动与软停车的各种泵类负载或风机类负载。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满负荷运行的场合，应用电子软启动器（不带旁路接触器）则具有轻载节能效果。在水利行业它解决了水泵运行时很多难以解决的问题，而传统的降压启动设备由于固有的弱点，已无法满足现实要求的需要，所以选择智能型电子启动设备是必然的发展方向。
5 结论
在垦利水库泵站工程设计和其他工程设计中，在选择电动机的启动设备时，为了提高工程质量，降低成本，提高企业效益，便于工程管理，首先选用电子软启动器作为电动机启动设备。现在垦利水库泵站工程已竣工验收，启动器运行状况良好。
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