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交流笼型电动机软起动技术及应用手册2.doc

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第二章交流笼型电动机软起动应用技术基础 2.1负载转矩与负载转速 按负载转矩与负载转速的关系M=f(n)特性确定控制方式。按M=f(n)的关系可分下列四类（见图2－1）。它们是转矩与转速平方成正比，记为Mαn2；转矩与转速成正比，记为 2 n M∝ n M∝1/ n M∝ M=mgr θ r M M M M n n n n (b) (d) (c) (a) Mαn；转矩与转速成反比，记为Mα1/n;转矩为常数。下面分别介绍这四种典型特性下的软起动控制问题。 图2-1典型负载特性 2.1.1Mαn2 负载转矩M与转速的平方成正比，记为 Mαn2 它在工业设备中，相对应的代表机械就是离心式水泵及离心风机。这里要指出的是：不是所有的泵或风机都满足Mαn2的关系。例如罗茨风机只满足Mαn的关系。下面列出泵的种类及用途，风机的品种及用途。 涡壳泵 涡轮泵 涡旋斜流泵 轴向斜流泵 涡旋离心泵 离心式 轴向离心泵 涡轮型 斜流式 轴流式－轴向轴流泵 往复式－活塞泵 容积型齿轮泵 旋转式叶往泵 螺旋泵 泵的分类 送水泵冷却水泵洒水设备 取水泵扬水泵喷水设备 污水泵循环泵 污泥泵泥浆泵 配水泵热交换器 冷水泵冷却泵 排水泵液体搬运设备 泵的主要用途 离心式多翼风扇 涡轮型经流风扇 轴流式涡流风扇 往复式—往复压缩机 风机容积型 罗茨鼓风机 旋转式可动翼压缩机 螺旋压缩机 特殊型 风机种类 换气扇仪表风扇 冷、暖房设备冷风扇 冷却塔锅炉送、引风机 屋顶风扇机械冷却风扇 干燥机空气搬运设备 集尘机吹气分选机 加热炉风机空气压缩传送机 风机用途 上述各类泵中，只有涡轮型属于Mαn2特性，往复泵等容积式泵则不属于Mαn2特性。而风机中往复式及旋转容积型—罗茨鼓风机不属于Mαn2特性。 对于风机、泵类由静止状态起动瞬间要克服轴承摩擦转矩（大约为额定转矩的30-40%甚至50%），对那些在泵 、风机流体输送管道中的控制阀门或档板的开放与关闭同样造成静压，也影响起动转矩。 对于它们的动态转矩，也即GD2转动惯量，也是软起动工程应注意的指标，对泵－电机传动系统其GD2为泵电机的20～80％，面对风机－电机传动系统其风机的GD2，则是电机的10∽200倍。这也是在起、停过程中重要技术数据。如GD2大，则给定加速时间就要长些。同时，由于惯性存在，在停止操作后，要有联锁，在完全停止前，不能再起动。 各类泵的控制，需设相位保护及慢速停车控制（软停车），各类风机控制时，需有停机制动及过载保护。 对于利用软起动装置起动这类设备，一般采用转矩斜坡（较大容量）。 在图2-2、图2-3还给出了正确控制和非正确控制（过大、过小）的实例。供设计和现场调试时参考。 2.1.2Mαn 当负载特性的负载转矩与转速成正比时，记为Mαn 这类负载的实例有：压延机械（轮压、轧光、辊筒压延），纺织和纸张的压光机械，平整机械，螺旋输送设备等。压延机类型机械在起动之初，开始加速，被压延的材料有一个相对方向的运动（即摩擦力），这时要一定惯性补偿，以保护材料的张力。同理在由恒速到停机的过程（软停止）中，也要在减速时给予惯性补偿（是减少转矩）,保持張力。 在图2-4中给出了正确控制和非正确控制（过大、过小）的实例。供设计和现场调试时参考。 2.1.3Mα1/n 负载转矩M与转速n成反比，记为 Mα1／n 它在工业设备中，相应的代表机械是球磨机、车床、旋转机械、压缩和剥皮机械，也有人称之为恒功率负载。它们的特点是：起动初始近似高制动转矩，在此以后，要保持自转或使传动加速时，随转速增加，转矩不再增加（见图2－5中的负载特性）。这类机械中的水泥熟料破碎机，有50％空载率。运行2∽3分钟，停车2∽3分钟 放料。其他磨粉机，风磨、水磨、碾碎机械，有的也有类似特点。在控制上一定要施加带有加速转矩（脉冲转矩）的控制，（如图2－5中的虚线所示）。此后，斜坡斜率值要小；斜坡时间要长，才能克服负载，满足加速要求，图中给出正确及不正确（过大，过小）的不同控制实例，供在设计和现场调整中参考。 (a)参数调正正确 n M (b)起动突跳电压高 n M (c)突跳电压保持时间长 电机特性 磨机(M∝1/ n) 正确 电机特性 图2-5磨机、碾碎机控制(M∝1/ ) 磨机(M∝1/ n) 不正确 带软起动电机 带软起动电机 带软起动电机 M 电机特性 磨机(M∝1/ n) 不正确 n 1 2.1.4M＝常量 负载转矩M与转速n无关，记为 M＝常量 它在工业设备中，相应的代表机械是：起重机、电梯、皮带运输机、活塞泵、辊压机、包装机械、吹炼设备、自动梯、定量切削工具、不带风扇的磨机等。图2－6以皮带传送为例说明运输机械这类负载的软起动是如