【壓縮機(jī)網(wǎng)】壓縮機(jī)在電路設(shè)計(jì)中，小功率的電機(jī)可以使用直接啟動方式，因?yàn)閱铀查g電流小，一般不會對電網(wǎng)造成沖擊。假如是比較大功率的電機(jī)，啟動瞬間的電流是正常運(yùn)轉(zhuǎn)電流的4到7倍，很大的瞬間電流將會給整個供配電系統(tǒng)造成沖擊，嚴(yán)重情況下可能會造成配電室高低壓斷路開關(guān)跳閘，從而引發(fā)全公司范圍內(nèi)停電事故，對正常的生產(chǎn)和生活帶來影響。為此，對于大功率壓縮機(jī)如何降低啟動電流是壓縮機(jī)電路設(shè)計(jì)中必須重視的一個問題。

 

　　一、大功率壓縮機(jī)電機(jī)區(qū)分點(diǎn)

 

　　一般壓縮機(jī)功率在7.5kW以下都允許直接啟動，但是對于大型壓縮機(jī)，就不允許直接啟動。如果額定電流是100A，那么在啟動的瞬間電流可以達(dá)到好幾百安，這么大的電流對電網(wǎng)的沖擊非常大，會影響同一電網(wǎng)所帶其他負(fù)載的正常工作，這種情況我們經(jīng)常可以看到。

 

　　電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)功率計(jì)算

 

 

　　二、大功率壓縮機(jī)電機(jī)軟啟動定義

 

　　在考慮這個問題的時候，我們首先來了解下什么是交流電機(jī)軟起動？通過增加附加裝置，減小對電機(jī)本身和電網(wǎng)的應(yīng)力沖擊，使電動機(jī)在從零升速至額定轉(zhuǎn)速的起動過程更加平穩(wěn)，這個過程叫電機(jī)軟起動。這種附加裝置叫電機(jī)軟起動器。注意：這里所說的電機(jī)均指交流電機(jī)。

 

　　軟起動是相對直接起動而言的。從某種角度來講，如果忽略直接起動對電機(jī)和負(fù)載的影響，只要電網(wǎng)容量足夠大，任何電機(jī)都可以直接起動。那為什么還要用軟起動器？

 

　　1、電網(wǎng)容量不是無限的

 

　　當(dāng)電動機(jī)直接起動時，起動電流為正常工作的5-7倍，此電流作用在有限容量電網(wǎng)的阻抗上就會產(chǎn)生壓降，電網(wǎng)電壓降低到一定程度就會影響電網(wǎng)上其他設(shè)備的正常工作。要解決此問題，一個辦法是加大電網(wǎng)容量，但是電網(wǎng)容量的加大需要增加變壓器容量、線路容量，致使費(fèi)用大大提高。在起動結(jié)束，電機(jī)正常運(yùn)行時，電網(wǎng)的容量得不到充分的利用，同時加大的變壓器空載損耗也大大增加了，這白白浪費(fèi)了很多電能。所以，當(dāng)改造項(xiàng)目需要對電網(wǎng)擴(kuò)容，而原設(shè)計(jì)電網(wǎng)容量無法改變時，或新項(xiàng)目考慮到增加電網(wǎng)容量的成本，就要采用另一個辦法，即加裝軟起動器。

 

　　2、過大的起動電流和軟起動轉(zhuǎn)矩造成的危害

 

　　普通異步電動機(jī)直接起動電流達(dá)到額定電流5-7倍，起動轉(zhuǎn)矩能達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的1.25倍以上。它在電網(wǎng)條件（電機(jī)啟動時的電網(wǎng)壓降小于10%）和工藝條件（啟動轉(zhuǎn)矩滿足）允許的情況下，可以直接起動。但過大的啟動電流會給電機(jī)和電網(wǎng)造成很大的危害。

 

　　當(dāng)電機(jī)啟動電流達(dá)到額定電流的6-7倍時，線圈發(fā)熱量是電機(jī)正常運(yùn)行時的36-49倍。過高的溫度、過快的加熱速度、過大的溫度梯度和電磁力，會產(chǎn)生很大的破壞力，縮短定子線圈和轉(zhuǎn)子銅條（特別是轉(zhuǎn)子常利用趨膚效應(yīng)現(xiàn)象，降低啟動電流，轉(zhuǎn)子銅條在啟動時，表面的溫度達(dá)到350℃以上）的使用壽命。

 

　　解釋：何謂趨膚效應(yīng)？當(dāng)導(dǎo)體中有交流電或者交變電磁場時，導(dǎo)體內(nèi)部的電流分布不均勻，電流集中在導(dǎo)體的“皮膚”部分，也就是說電流集中在導(dǎo)體外表的薄層。越靠近導(dǎo)體表面，電流密度越大，導(dǎo)線內(nèi)部實(shí)際上電流較小。結(jié)果使導(dǎo)體的電阻增加，使它的損耗功率也增加。這一現(xiàn)象稱為趨膚效應(yīng)，所以從保護(hù)電機(jī)的角度也應(yīng)當(dāng)使用軟起動器。

 

　　3、過大的啟動電流對生產(chǎn)和生活造成的影響

 

　　某一大型負(fù)載啟動的瞬間燈泡會變暗，我們在家有時候也會遇到這種情況，比如開電視機(jī)的時候，燈泡有時候會突然間暗一下。同樣，負(fù)載的啟動電流太大，對電機(jī)繞組的絕緣也極為不利。所以對于大型壓縮機(jī)一般都要實(shí)行軟啟動。軟啟動器給電動機(jī)的電壓，從0逐漸到額定電壓，它的啟動過程更為平滑，啟動效果更好，對電網(wǎng)沖擊和對繞組的傷害也是最小的，要優(yōu)于自耦變壓器降壓啟動。

 

　　三、大功率壓縮機(jī)軟啟動電路設(shè)計(jì)原則

 

　　1.軟啟動器的帶載能力設(shè)計(jì)

 

　　軟啟動器的帶載能力主要指過載能力。由于實(shí)際工作制的不同，軟啟動器實(shí)際帶載情況也不同。例如，在起動過程中一般將承受2-4倍的額定電流，時間通常在60S以內(nèi)，因此，對于長期工作制來說，軟起動器在起動過程中實(shí)際屬于短時過載工作；而對于重復(fù)短時工作制來說，軟啟動器在起動過程中屬于長時過載工作。由于電力半導(dǎo)體器件（晶閘管）的熱容量很小，因此裝置的過載能力主要決定于電力導(dǎo)體器件的過載能力和軟起動器的散熱能力。

 

　　軟起動器的過載能力，一般是按以下原則設(shè)計(jì)：

 

　　（1）持續(xù)時間超過15min的過載，一般按連續(xù)負(fù)載條件設(shè)計(jì)。

 

　　（2）持續(xù)時間不超過15min的過載，根據(jù)晶閘管器件的瞬態(tài)熱阻抗曲線核算器件結(jié)溫的方法來計(jì)算器件的過載能力并選擇器件。

 

　　因此，在選擇軟起動器時，應(yīng)查閱其相關(guān)說明，明確其產(chǎn)品所適用的額定工作制和適用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以此來確定其產(chǎn)品實(shí)際帶載能力。

 

　　注意：一般來說，晶閘管容量越大，散熱器尺寸越大，散熱風(fēng)機(jī)越大，則相應(yīng)軟啟動器的帶載能力越強(qiáng)。當(dāng)然，相應(yīng)設(shè)備的體積、成本越高。對于電力電子設(shè)備，同等容量下，決不是體積越小越好，這一點(diǎn)應(yīng)當(dāng)引起注意。

 

　　2.對軟啟動器應(yīng)用中一些錯誤的認(rèn)識

 

　　（1）認(rèn)為電動機(jī)是否能起動成功和軟起動器的性能有關(guān)，較重負(fù)載情況下應(yīng)選好的品牌、甚至國外的品牌；

 

　　（2）當(dāng)出現(xiàn)電動機(jī)不能將負(fù)載起動起來的情況時，認(rèn)為是軟起動器的容量不夠，應(yīng)當(dāng)增大軟啟動器的容量；

 

　　（3）認(rèn)為某種起動方式特別適合“重載”起動；

 

　　（4）認(rèn)為起動電流越小，電網(wǎng)降壓越少的軟起動器性能越好。

 

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