1、星／三角起動和軟起動
天津鋼管公司煉鋼廠離心風(fēng)機系統(tǒng)的控制部分原來采用“星／三角”轉(zhuǎn)換起動電路，現(xiàn)在改為由ABB軟起動器控制風(fēng)機的起停。
1.1 兩者的比較
星／三角起動屬于降壓起動方式，當電路接通為基形時，電壓約為58%．當轉(zhuǎn)速上升到一定值時，電路轉(zhuǎn)換為三角形，電機接全壓起動至額定轉(zhuǎn)速。該方式與直接接全電壓起動時相比，電流和轉(zhuǎn)矩降低到25%～30%，比直接加全壓起動是有明顯優(yōu)勢的。但當電路轉(zhuǎn)為三角形時，電壓增至全壓，電流突增，若為大電流電機，引起電網(wǎng)波動，轉(zhuǎn)矩增大，對設(shè)備沖擊很大，機械應(yīng)力劇烈。星／三角和軟起動兩種方式的比較如圖1所示。
軟啟動器是集電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置，也屬于降壓起動方式。從圖1中的曲線可以看出，它明顯優(yōu)于星／三角起動方式。圖1(a)中的軟起動方式，電機初始電壓為全電壓的30%（在ABB的軟起動器中，可以設(shè)定初始電壓值為全壓的30%～70%），經(jīng)過延時，逐步升壓，轉(zhuǎn)速上升，最終電壓升至全壓，轉(zhuǎn)速達到額定值；圖1(b)表明軟起動方式時電機的起動電流穩(wěn)步上升至B點，再降至額定值左右，不會對電阿造成沖擊；從圖l(c)的電機轉(zhuǎn)矩特性來看，軟起動方式時，電機的轉(zhuǎn)矩特性曲線相當平滑，說明機械應(yīng)力穩(wěn)定變化。
1.2 ABB軟起動器的主要特點
在離心風(fēng)機系統(tǒng)中使用的軟起動器是ABB公司的智能型產(chǎn)品PSTlB-370，它的主要特點有以下幾方面：
(1)內(nèi)置旁路接觸器，當軟起動器完成起動任務(wù)后，旁路接觸器投入運行，保護了電子器件受損壞并延長其使用壽命；
(2)先進的集成保護功能；
(3)數(shù)碼顯示參數(shù)，使設(shè)置和操作簡單；
(4)通用總線通信系統(tǒng)（該功能在本系統(tǒng)中未用）；
(5)可編程信號繼電器，通過菜單預(yù)設(shè)報警信號、故障或其它事件；
(6)過載系數(shù)為115%，即這個軟起動器的額定電流為370 A．它可以一直工作在370 x115%=425.5(A)。
2、風(fēng)機的作用
離心風(fēng)機將主風(fēng)機吸至布袋的灰塵清至灰倉，完成清灰任務(wù)。由于該風(fēng)機在清灰時將布袋粘附的灰吸下來，而主風(fēng)機是將煙塵吹至布袋，兩者氣流方向相反，因此該風(fēng)機又稱為反吹風(fēng)機。
2.1風(fēng)機清灰系統(tǒng)簡介
風(fēng)機清灰系統(tǒng)由一臺功率為160 kW，風(fēng)量為75000 m
3／h的風(fēng)機、氣流管道、10個灰倉和10個布袋室、10個氣流方向轉(zhuǎn)換裝置組成。氣流轉(zhuǎn)換裝置由擋板、驅(qū)動氣缸、電磁閥、限位等部件構(gòu)成。清灰系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。
2.2清灰原理
主風(fēng)機將煙塵經(jīng)管道送至除塵器區(qū)域。當反吹風(fēng)機運行后，清灰即開始，由程序來控制10個布袋室按序逐一完成清灰，每個布袋室清灰1min10s，在完成一個循環(huán)后，間歇15 min后，開始下一個循環(huán)。如圖2所示，當右邊的布袋室在清灰時，該布袋室的氣流轉(zhuǎn)換裝置的擋板打在AF位置，而其它9個布袋室的氣流轉(zhuǎn)換裝置打在BC位置或BE位置。即清灰時，氣流方向為：布袋一灰倉上部—經(jīng)擋板導(dǎo)流一反吹灰通道—氣流管道一反吹風(fēng)機。在反吹風(fēng)機的吸力作用下，布袋上粘附的灰塵抖落在灰倉中。
3、風(fēng)機控制系統(tǒng)
3.1 主回路及控制線路設(shè)計
結(jié)合ABB軟起動器的電路和使用實際，設(shè)計了圖3所示的主回路及控制線路。Q1為帶有輔助觸點的斷路器，H1為帶有常閉過熱觸頭的過熱過流裝置，Rl為快熔，UI為ABB軟起動器。B1，B2為在現(xiàn)場起動時操作盤上的停止按鈕和起動按鈕，B3為軟起動器的復(fù)位按鈕。在遠程起動風(fēng)機時，鑰匙按鈕S1打在R位，通過監(jiān)控畫面，發(fā)出起動指令，該命令被送至PLC，PLC執(zhí)行程序，若條件滿足，輸出信號給K13，接著軟起動器運行。
3.2軟起動器的參數(shù)設(shè)置
軟起動器上電后，通過它的LCD顯示屏即可進行參數(shù)設(shè)置。在主菜單里，有應(yīng)用設(shè)置、基本設(shè)置、功能設(shè)置等子項，首先，將應(yīng)用設(shè)置選為離心風(fēng)機。根據(jù)本系統(tǒng)的具體情況，設(shè)定的重要參數(shù)如表1所示。
在表1中，電流設(shè)定為電機的額定電流295A，即I
e；設(shè)定編程輸出繼電器K4，K5為運行功能，因為在電路設(shè)計（圖3）中用到了該功能；設(shè)定編程輸入0（即軟起動器端子6和11）為復(fù)位。參數(shù)大電流保護具有一個固定的跳閘值為200 ms內(nèi)8倍額定電流。參數(shù)大電流報警是指當軟起動器在全電壓30 s后，開始對電路監(jiān)測，一旦電流高于設(shè)定值2L，就發(fā)出報警信號。
3.3軟啟動器及系統(tǒng)的運行
3.3.1存在問題及參數(shù)調(diào)整
軟起動器還有兩個重要參數(shù)：電機欠載保護和電機欠載報警。在上文中沒有設(shè)定其值，是由于負載的特殊性。在前文中提到，反吸風(fēng)機的負載有兩種狀態(tài)：清灰和不清灰。當清灰時，負載變大，電流增加；不清灰時，負載恢復(fù)，電流接近電流額定值。根據(jù)觀察，其電流變化規(guī)律大致如圖4所示。
當電流設(shè)定為295 A時，電機要在350 A左右運行11 min 40 s，則軟起動器監(jiān)測電機長時間處于過載狀態(tài)發(fā)出過載保護信號，使系統(tǒng)停機；當電流設(shè)定為370 A時，電機在260 A左右運行15 min．軟起動器監(jiān)測電機長時間處于欠載狀態(tài)，發(fā)出欠載保護信號，使系統(tǒng)停機。結(jié)合實際應(yīng)用，將電流設(shè)定為軟起動器的額定電流370 A，取消了電機欠載保護和報警功能。
因此，對軟起動器的參數(shù)作了調(diào)整，見表2。
表2 風(fēng)機參數(shù)設(shè)定調(diào)整
|
參數(shù) |
參數(shù)值 |
|
電流 |
370A |
|
電機過載類別 |
30 |
|
限流倍數(shù) |
3Ie |
|
堵轉(zhuǎn)跳閘程度 |
3Ie |
3.3.2運行情況
在起動過程中，通過軟起動器的LCD顯示屏觀察電機的電流在60 s內(nèi)平穩(wěn)上升，在現(xiàn)場看到風(fēng)機的轉(zhuǎn)速平穩(wěn)上升至額定值，電機發(fā)出的噪聲明顯好于星／三角起動方式下的電機噪聲。
4總結(jié)
本系統(tǒng)中使用的軟起動器是ABB公司新推出的智能型產(chǎn)品，功能強大，操作簡單，基本上無需維護。經(jīng)過在該系統(tǒng)中使用一年以來．運行穩(wěn)定；解決了電流突跳對電網(wǎng)的沖擊，使機械設(shè)備的應(yīng)力大大減小。
