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ZGGK可控硅高壓固態軟起動裝置
發布者:正涵電氣 發布時間:2024-03-23 16:21:57 點擊次數: 關閉
1、引言

    高壓大功率交流電動機軟啟動裝置是湖北正涵電氣有限公司應用先進的電力電子技術、電力拖動技術及數字微處理器技術成果,并采用具有專利技術的高壓可控硅串聯技術、模塊化的光纖傳送技術以及完善的保護技術,集國內外同類產品的優點于一體,并根據客戶的需求而開發的新一代高科技產品。
高壓大功率交流異步電動機軟起動裝置可廣泛應用于石油化工、電力工業、冶金鋼鐵、城市建設等行業的各種鍋爐鼓風機、引風機、油泵、特種泵、水泵、軋機、卷揚機、球磨機、運輸機械類設備等領域的高壓大功率交流電動機的起動和停車運行。該裝置在電動機起動時,利用先進的可控硅移相調壓技術,閉環調節輸出到電機的電壓和電流從而減小電機起動過程中由于過電流引起的電網波動和機械沖擊,使電機平穩起動。

2、軟啟動裝置的特點

2.1、可靠性高

u  采用32位ARM核微控制器執行中心控制,控制實時高效、顯示直觀、可靠性高、穩定性好。

u  半導體器件經嚴格篩選老化后投入生產。檢測手段完善:靜態自檢、運行中動態檢測。

u  采用先進的可控硅串并聯和動靜態均壓技術,控制簡單,調節方便,整機應用靈活,運行可靠。

u  強弱電間隔離完善,系統強弱電間采用光纖隔離,避免了強弱電間的相互干擾,增強了系統工作的可靠性。

2.2、功能齊全

u  可選的多種停車方式:自由停車、軟停車、制動剎車,軟停+制動剎車。軟停車功能有效避免了因緊急停車而造成的水錘效應。

u  任意可選的多種軟起動功能,包括限流軟起動、電壓線性曲線起動、電壓指數曲線起動、電流線性曲線起動,電流指數曲線起動、帶突跳功能的軟起動等。

u  完善的保護功能:包括缺相、運行過流、相電流不平衡、過載、欠載、起動超時、過壓、欠壓、相序、接地保護等;同時在人機界面上給出詳細的故障信息,利于操作人員維護處理。

u  旁路功能:在電動機起動完成后,將切換到旁路狀態,降低了整機的功耗,保證系統可靠運行。
在有多臺電機且不需要同時起動的場合,可設計為一拖多方案,為用戶節省預算和生產成本。

2.3、結構設計合理

u  采用獨特的散熱片專利設計技術,使可控硅部件得到有效冷卻。

u  獨特的高壓、低壓倉室設計,確保高低壓完全隔離,絕緣等級高,操作安全。

u  整體設計合理,結構緊湊,體積小,節省空間,便于安裝。

2.4、可在線監測電機的運行參數

u  電機額定電流、平均電流、三相電流、輸出電壓、模擬輸出值、起動倒計時時間、剎車倒計時時間。

u  可通過標準的Modbus協議進行軟起動裝置遠程控制及對設備運行狀態的遠程監測。

3、軟啟動裝置的工作原理

    通過控制可控硅的導通角以實現對交流三相電源進行斬波,控制輸出電壓的幅值。電機起動過程中,該裝置按照設定的起動曲線增加電機的端電壓使電機平滑加速。電機達到正常轉速后,旁路接觸器接通。起動完畢后,軟啟動裝置繼續監控電機并提供故障保護。在軟停車階段,裝置平滑地降低電機的端電壓直到電機停機。系統工作原理圖如圖(1)所示。


圖(1)

3.1、可控硅的選型

    可控硅是電機軟啟動裝置中的最關鍵功率器件,整機裝置是否工作可靠與正確選擇可控硅額定電流、額定電壓等有很大的關系。對于6KV、10KV的高壓電機,由于電壓高,所以需要將可控硅反并聯后再串起來。6KV每相需要6只可控硅(2只反并聯后3組串聯),10KV每相需要10只可控硅(2只反并聯后5組串聯)。

    可控硅軟啟動裝置中,采用2個獨立可控硅器件反并聯組成的交流相控調壓,正負半周各對應1個可控硅工作,因此對2個反并聯器件參數的一致性要求較高。盡量讓正、負半波對稱,否則會有直流成分電流流過電機。由于電機繞組為電感性,因此高的直流分量會使得電機定子發熱嚴重,甚至會燒毀電機繞組,從而使電機報廢。

3.2、軟啟動裝置主要組成部分

軟啟動裝置可劃分為功率回路、觸發系統、控制和保護系統、人機界面四個部分。

3.2.1、功率回路

主要由進線接觸器、高壓可控硅串、并聯閥組和旁路接觸器組成,其中高壓可控硅串、并聯閥組是功率變換執行部件,由多只可控硅串并聯組成,并輔以RC吸收、均壓箝位電路,保證其在高壓環境中的可靠性。

3.2.2、觸發系統

可控硅觸發電路是系統穩定可靠的關鍵部分,ZGGK系列觸發系統具有以下幾個獨特的優點:

u   采用中高壓側觸發能量耦合獲取單元技術,很好地解決了多管串聯的同步導通及多個串聯可控硅之間及其與控制低壓側之間的隔離強度。

u   可控硅是一種電流控制型的雙極型半導體器件,它求門極驅動單元類似于一個電流源能向可控硅的門極提供一個特別陡直的尖峰電流脈沖以保證在任何時刻均能可靠觸發可控硅。而我公司采用的強觸發脈沖信號使得可控硅導通不受噪聲信號的影響,以保證不產生誤觸發。ZGGK系列觸發波形如圖(2)所示:


圖(2)

u   根據輸出電流和電壓反饋的閉環觸發控制方式,使得電機起動平滑、保護完善。

u   觸發電路采用光纖進行觸發信號的傳輸、使得高低壓做到可靠隔離。

3.2.3、人機界面

人機界面由液晶顯示器和鍵盤組成。用以實現用戶的參數設置、選擇起動方式、顯示設備的運行狀態等,為用戶提供簡單易用的人機界面。可選的觸摸屏顯示界面,使得操作更加靈活、便捷。

4、型號規格

   

標稱電壓(KV

標稱電流(A

輸出功率(KW

尺寸W×H×Dmm

ZGGK-500/6

6

60

≤500

1000×2300×1500

ZGGK-1000/6

6

110

500~1000

1000×2300×1500

ZGGK-2000/6

6

320

1000~2000

1000×2300×1500

ZGGK-5000/6

6

600

2000~5000

1300×2300×1500

ZGGK-8000/6

6

1000

5000~8000

1300×2300×1500

ZGGK-500/10

10

60

≤500

1000×2300×1500

ZGGK-1000/10

10

80

500~1000

1000×2300×1500

ZGGK-1500/10

10

110

1000~1500

1000×2300×1500

ZGGK-2000/10

10

150

1500~2000

1300×2300×1500

ZGGK-3000/10

10

200

2000~3000

1300×2300×1500

ZGGK-5000/10

10

360

3000~5000

1300×2300×1500

ZGGK-8000/10

10

800

5000~8000

1300×2300×1700

ZGGK-10000/10

10

1000

8000~10000

1300×2300×1700

ZGGK-15000/10

10

1500

10000~15000

1300×2300×1700


5、結語

    ZGGK系列高壓固態軟起動裝置做為湖北正涵電氣有限公司的新產品,具備優異的控制性能。目前產品已廣泛應用于國內外各行業并得到了用戶的普遍認可。湖北正涵電氣有限公司將會針對客戶的實際需要提供專用的高性能產品。
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