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化工泵控制线路怎么设计?化工泵的启动方式

作者:admin    来源:未知    发布时间:2020-04-06 20:45    浏览量:

  化工泵是化工系统应用最普遍的设备。区别与阀门管路,化工泵除机械安装设计外还需要进行配电设计。工艺设计确定了化工泵的流量扬程后就可以基本确定化工泵的功率和额定电流,但这个数据对配电设计,开关、电缆及电气保护选配是不够的。电气工程师还需要确定一个非常重要的数据-启动电流。

  一、化工泵启动电流怎么确定

  化工泵一般有三相异步电机驱动,这里我们有从电机启动原理和电机旋转原理的分析:当感应电动机处在停止状态时,从电磁的角度看,就象变压器,接到电源去的定子绕组相当于变压器的一次线圈,成闭路的转子绕组相当于变压器被短路的二次线圈;定子绕组和转子绕组间无电的的联系,只有磁的联系,磁通经定子、气隙、转子铁芯成闭路。当合闸瞬间,转子因惯性还未转起来,旋转磁场以大的切割速度——同步转速切割转子绕组,使转子绕组感应起可能达到的高的电势,因而,在转子导体中流过很大的电流,这个电流产生抵消定子磁场的磁能,就象变压器二次磁通要抵消一次磁通的作用一样。

  而定子方面为了维护与该时电源电压相适应的原有磁通,遂自动增加电流。因为此时转子的电流很大,故定子电流也增得很大,甚至高达额定电流的4~7倍,这就是启动电流大的缘由。启动后电流为什么小:随着电动机转速增高,定子磁场切割转子导体的速度减小,转子导体中感应电势减小,转子导体中的电流也减小,于是定子电流中用来抵消转子电流所产生的磁通的影响的那部分电流也减小,所以定子电流就从大到小,直到正常。

  以上电磁原理分析我们可以知道,电机空载启动的时候启动电流是有一定规律的,按标准设计的三相异步电机,其启动电流是额定电流的5-7倍。

  一般化工泵操作规程要求出口关闭开机,启动后慢慢打开阀门达到额定出口压力。但化工现场工艺复杂,很难达到标准的操作方法。现场带负载启动的情况很多。所以工艺设计现场配电时候,最大电流的确定应该在额定启动电流的计算基础上放1.2倍左右的余量,以防止负载启动引起保护频繁跳闸。

化工泵运行启动

  二、化工泵启动的方式

  以上启动电流计算的分析我们知道,直接启动时候启动电流非常大,这会给现场电气线路带来非常大的负担。按照电气设计规范,一般大于7.5kw的异步电机都应该采取软启动方式来减小对电网的影响。那么化工泵的启动方式有哪些呢?他们分别有什么特点呢?

  1、变频器启动

  变频器是现代电动机控制领域技术含量高,控制功能全、控制效果好的电机控制装置,它通过改变电网的频率来调节电动机的转速和转矩。因为涉及到电力电子技术,微机技术,因此成本高,对维护技术人员的要求也高,因此主要用在需要调速并且对速度控制要求高的领域。随着变频技术的普及,变频器的应用成本大幅度下降,化工现场大于30KW的化工泵越来越多的采用变频启动方式,其最大的好处就是降低启动电流的同时不减小启动转矩,这对高扬程大惯量泵的启动非常有利,同时变频启动和运行节能效果明显,是未来发展的一个趋势。

  2、自藕变压器启动

  利用自耦变压器的多抽头减压,既能适应不同负载起动的需要,又能得到更大的起动转矩,是一种经常被用来起动较大容量电动机的减压起动方式。它的优点是起动转矩较大,当其绕组抽头在80%处时,起动转矩可达直接起动时的64%,并且可以通过抽头调节起动转矩。这种方式相对传统,需要配置专用变压器,随着近代电力电子技术的发展,这种启动方式使用的越来越少,化工行业基本不再使用;

  3、直接启动

  直接启动就是将电机的定子绕组直接接入电源,在额定电压下起动,具有起动转矩大、起动时间短的特点,也是简单、经济和可靠的起动方式。全压起动时电流大,而起动转矩不大,操作方便,起动迅速,但是这种启动方式对电网容量和负载要求比较大,主要适用于5.5KW以下的电机启动。

  4、串电阻启动

  电机串电阻启动,也就是降压启动的一种方法。在启动过程中,在定子绕组电路中串联电阻,当启动电流通过时,就在电阻上产生电压降,减少了加在定子绕组上面的电压,这样就可以达到减小启动电流目的。这种方式主要应用于大转矩负载的启动,在水泥钢铁行业应用较多,化工泵使用串电阻启动的情况的极少。

  5、星三角降电压启动

  对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说,如果在起动时将定子绕组接成星形,待起动完毕后再接成三角形,就可以降低起动电流,减轻它对电网的冲击。这样的起动方式称为星三角减压起动,或简称为星三角起动(y-&起动)。采用星三角起动时,起动电流只是原来按三角形接法直接起动时的1/3。在星三角起动时,起动电流才2-2.3倍。这就是说采用星三角起动时,起动转矩也降为原来按三角形接法直接起动时的1/3。适用于无载或者轻载起动的场合。并且同任何别的减压起动器相比较,其结构简单,价格也便宜。除此之外,星三角起动方式还有一个优点,即当负载较轻时,可以让电动机在星形接法下运行。此时,额定转矩与负载可以匹配,这样能使电动机的效率有所提高,并因之节约了电力消耗。星三角启动简单易操作,需要的设备投入低,化工行业现场使用星三角启动的情况非常普遍。

  以上是化工泵启动方式和配电控制方面的一些咨询,供大家参考。现场设计过程中还需要考虑生产波峰波谷对供电网及变压器的冲击以及线路功率因数和线路压降等因素。相关问题欢迎大家一起交流探讨。

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