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浅析PST软启动器的控制原理及在曝气池鼓风机上的应用

北极星环保网来源:华中电力2016/11/21 10:18:29我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:曝气池 异步电机 PST软启动器

北极星环保网讯:摘要:大功率三相异步电动机直接起动时会对电网和设备产生较大影响,传统降压起动模式也存在很多局限。本文介绍了软启动器在曝气池鼓风机中的使用情况和使用效果,阐述了PST软启动器的原理、功能和参数设置。PST软启动器的使用保证了供电系统和设备的安全稳定运行。

一、引言

曝气池鼓风机是我公司污水处理工段中重要的设备,实际运行中,污水的水质、水量及环境等因素总处在变化之中,曝气系统应能根据曝气池溶解氧含量的变化,通过曝气池鼓风机及时调节供气量,以保证处理效果,并不致浪费能源。

曝气池鼓风机使用额定功率为160KW、额定电流为287A的三相鼠笼式异步电动机作为其动力执行设备,其性能稳定、结构简单、维修方便等优点,但是异步电动机本身也具有一定的缺点:①、异步电动机起动时,要产生较大冲击电流,一般可达到额定电流的4~7倍,风机类负载甚至更大,可达到额定电流的10倍以上,对供电系统的冲击很大,直接影响供电系统的的其它用电设备的正常运行。②、异步电动机起动转距突变,造成机械应力冲击较大,使电动机及拖动负载设备的使用寿命降低。③、在停机时,拖动负载突然失去转距,容易产生水泵的水锤现象。

目前大容量的异步电动机传统的起动方式多采用自耦变压器降压启动、Y/△降压启动、电抗器起动等,其共同特点是控制线路简单,启动转矩不可调,属于有级减压启动并伴随有二次冲击电流,对负载有冲击转矩。上述方式在停机时均为瞬间动作,,如无机械缓冲装置也会对相关设备造成损坏。

随着电力电子技术的快速发展,软启动器得到广泛应用。它不仅实现在整个起动过程中无冲击而平滑的起动电动机,而且可根据电动机负载的特性来调节起动过程中的参数,如限流值、起动时间等。此外,它对电机还具有多种保护功能,这就从根本上解决了传统的降压起动设备的诸多弊端。

二、PST软启动器工作原理及功能特点

我厂将PST300软启动器应用于曝气池鼓风机电气回路中。PST  软启动器是基于最新的微处理器技术设计出來的用于实现鼠笼式电机的软启动和软停止。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。运用不同的方法,控制三相反并联闸管的导通角,使被控电机的输入电压按不同的要求而变化,就可实现不同的功能。其功能包括起动/停止功能、保护功能、报警功能、故障检测功能及其他功能。

曝气池鼓风机电气原理图如图1所示,由图可知,电机的起停分远控和就地,当就地按下SB2或远控PLC“ON”得电时,中间继电器KA1线圈得电,软启动器起动端子带电,主接触器投入中间继电器KA2吸合,KA2常开点闭合,主接触器KM1线圈得电,KM1和和软启动器构成启动回路,软启动器会按照设定的初始电压、升压时间和限流倍数进行升压起动,直至达到全压,当达到全压时,旁路接触器投入中间继电器KA3得电吸合,KA3常开点闭合,旁路接触器KM2吸合,同时软启动器退出运行,此时主接触器KM1和旁路接触器KM2构成全压时的运行回路,整个全压启动过程完成,当按下SB1按钮或PLC“OFF”得电,中间继电器KA1失电,KA1常开点打开,主接触器KM1和旁路接触器KM2线圈释放,电机停止运行。

三、PST软启动器的功能及功能特点

PST软启动器具有多种集成的保护和报警功能,几乎可以检测到所有故障,并将其显示出来。

1.1、主要保护功能:

(1)、过载保护功能:软起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:由于电源、起动器、电机连接以及所有处于电源、起动器、电机之间的电气隔离设备(接触器、断路器等)进线和出线电缆是否有松脱,接触不良,软起动器输出相是否有断相或是电机有损坏,软起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,引起输入、输出缺相保护动作。

(3)、过热保护功能:通过软起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。

1.2、显示、报警、参数设置功能:

在软起动器的人机界面控制面板上,可显示电机运行状态,运行电流,故障报警;设定软起动器的各种参数值、查找事件记录和状态信息;同时还可以通过本地控制进行起动/停止电机。

2、PST软启动器的功能特点:

(1)、先进集成保护:对于电动机的保护有:继承电子过载继电器,相监测继电器,以及大电流和PTC保护。对于软启动器的保护有:先进的可控硅保护。

(2)、通用通讯系统:使用ABB总线适配器,可随时选择多种总线系统。

(3)、数码显示:有14种语言,菜单系统简单明了,预先编好应用设置、自动的状态和事件记录,使设置和操作变得简单。

(4)、可编程信号控制:可预设报警信号、故障和其他事项。

(5)、力矩控制:与使用电压控制相比,力矩控制使电动机得到更加线性的加速和减速过程。

五、PST软启动器的使用效果

PST软启动器在曝气池鼓风机系统中已运行多年,运行情况表明,其可靠性、功能和性能与传统控制系统相比都有显著的改善和提高。主要体现在以下几点:

1、在结构上采用软起动器作为控制输出执行元件,控制逻辑用可编程控制器实现,使得系统结构简单明了,提高了控制系统的可靠性,也便于维护。

2、PST软启动器具有完善可靠的保护功能;有效的保护了电动机及相关生产设备的使用安全,基本实现免日常维护,大大降低了维护费用完全满足其电气安全保护功能要求。

3、控制盘上的显示功能,便于在现场全面了解设备运行情况。 数字化参数设定及显示功能直观、方便、省时。

4、PST软起动器的将起动电流控制在安全范围内,改善了因起动电流较大冲击厂用电而影响其它设备正常运行的状况。

5、起动过程采用双向可控硅,起动过程完成后,接触器短接可控硅的控制方式,既避免了用接触器直接控制电机接点易拉弧、粘连、烧坏等故障的发生,也节约了能源。

6、软起动、软停车方式,减少机械应力,对设备的冲击大大降低,保护设备,延长其使用寿命。

延伸阅读:

污水处理知识:曝气生物滤池技术应用与设计计算

污水处理设备:微孔曝气器的特点、形式与注意事项

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