三級變頻高壓軟起動應(yīng)用設(shè)計(jì)

摘 要：介紹一種通過控制晶管來實(shí)現(xiàn)有級變頻，無級調(diào)在的軟起動裝置及在大型煤礦主風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用情況。
關(guān)鍵詞：三級變頻，軟起動裝置

煤礦因生產(chǎn)的特殊性，礦井通風(fēng)系統(tǒng)關(guān)系到礦山的安全生產(chǎn)，所以通風(fēng)系統(tǒng)在煤炭生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位。由于供電線路長，起動壓降大，最大限度地保障設(shè)備安全可靠的進(jìn)行風(fēng)機(jī)起動和主備切換起動，是增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性的重中之重。陽煤集團(tuán)新元礦于2006年11月份，新投運(yùn)的主扇風(fēng)機(jī)為GAF型軸流風(fēng)機(jī)(該風(fēng)機(jī)經(jīng)查詢?yōu)閬喼廾旱V最大的通風(fēng)機(jī))。該主扇風(fēng)機(jī)的電機(jī)10KV 5000KW 異步電動機(jī)。為了更好的解決項(xiàng)目中所遇到的起動時(shí)對電網(wǎng)的沖擊，以及對負(fù)載沖擊問題，本系統(tǒng)采用了由遼寧榮信電力電子股份有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的三級變頻高壓軟起動設(shè)備。

1、 軟起動器的幾種起動方式

按電機(jī)起動原理來劃分：1、降壓起動方式。電機(jī)傳統(tǒng)的減壓起動方式有Y-Δ起動、自耦變壓器減壓起動、電抗器起動等。這些起動方式都屬于有級減壓起動，存在明顯缺點(diǎn)，即起動過程中出現(xiàn)二次沖擊電流。目前高壓常見的起動方式為液態(tài)水阻起動，可控硅串聯(lián)減壓起動。2、變頻起動方式。隨著IGBT技術(shù)的發(fā)展，高壓變頻的電壓等級和容量越來越大，但由于價(jià)格因數(shù)一直制約著它的發(fā)展。

榮信電力電子股份有限公司，在SVC基礎(chǔ)上成功地研制了三級變頻高壓軟起動，它具有三級變頻無極調(diào)壓的特點(diǎn)。

2、 三級變頻高壓軟起動的技術(shù)原理和特點(diǎn)

將高壓軟啟動串聯(lián)在電源和電機(jī)之間，主電路原理見圖1。

圖1 主電路原理圖

三級變頻高壓軟啟動首先采用可控硅串聯(lián)技術(shù)，然后通過控制可控硅的導(dǎo)通角來實(shí)現(xiàn)有級調(diào)頻，和無極調(diào)壓的功能。在起動初期通過控制閥組SA,SB,SC得導(dǎo)通來實(shí)現(xiàn)一級頻率12.5HZ，在電機(jī)達(dá)到1/4額定轉(zhuǎn)速的時(shí)候，通過控制閥組SA,SD,SE切換到25HZ,在電機(jī)達(dá)到1/2額定轉(zhuǎn)速后，通過控制閥組SA,SB,SC來完成全頻的切換過程，最終達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，閉合旁路關(guān)閉軟起動觸發(fā)脈沖，完成起動過程。在整個起動過程中，在三個頻率點(diǎn)上，在調(diào)整頻率的同時(shí)，改變輸出電壓，保持壓頻比恒定，這樣就可以保證在整個起動的過程中，起動轉(zhuǎn)矩保持在額定轉(zhuǎn)矩的80-90%，而起動電流可以控制在2倍額定電流左右。起動力矩大，起動電流小，是三級變頻高壓軟起動的最大的技術(shù)特點(diǎn)。

3、在新元礦主扇電機(jī)的實(shí)際應(yīng)用。

陽煤集團(tuán)新元礦是一個新建礦井，它的電網(wǎng)容量是35KV，10000KVA，由于這個電網(wǎng)負(fù)責(zé)整個井下，井上的電器設(shè)備供電，所以電網(wǎng)的余量比較小，為了保證在起動過程中不影響其他設(shè)備運(yùn)行，對主扇起動電流要求很嚴(yán)格。且由于它地處高瓦斯區(qū)域，它采用了大風(fēng)量高負(fù)壓得軸流風(fēng)機(jī)（雙級風(fēng)葉目前是亞洲礦用最大的軸流風(fēng)機(jī)），主扇電機(jī)的功率為10KV, 5000KW。在整個起動過程中，表現(xiàn)出了起動力矩大，起動電流小，起動平穩(wěn)，起動時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)測數(shù)據(jù)見表1。