水阻柜电机的变频器改造案例..doc

水阻柜电机的变频器改造案例一、水阻柜原理 水阻起动柜是近年来运用比较广泛的电机起动设备。水阻，也就是液体电阻(在水中添加电解粉构成水电阻)，顾名思义就是在电机定子回路(鼠笼型电机)或转子回路(绕线式电机)中串入液态电阻，电机在起动过程中液态电阻阻值在预定的时间内自动无级减小，直至阻值接近为零，将液阻自动切除，电机投入正常运行，每小时最多可以启动2-3次。 二、运动过程 水阻柜运行过程：高压开关柜合闸的同时，水阻柜接收到高压开关柜的合闸信号，水阻柜动极板自上而下开始运行，在设定的时间内动极板运动过程中电阻值逐渐下降，当电阻接近于零时，通过一个限位开关，使水阻柜内的真空接触器吸合，将水电阻短接掉，电机启动完成，经过延时几秒后，动极板自动复位至原始状态，等待一下次启动。如水阻柜在预定的时间内起动没有完成就会发出一个故障报警信号，自动切断开关柜，确保电机不开路。 三、水阻柜缺点 水阻的效率低，只能做软启动。如果作为调速，必须将水阻柜箱体(液体电阻部分)长期带电，一旦出现箱体漏液或者液体电阻减少或者干枯，必出现生产事故或者安全事故。并且由于箱体液体电阻长期带电，发热严重，要有外围散热设备才能维持运行。所以相对人力维护成本也会增加。 四、水阻柜的改造方式 在现场的实际改造中：虽然水阻柜存在以上缺点，但是客户在水阻柜改造变频时还是会保留工频水阻启动的模式。 (一)一般水阻柜有两种改造方式，按照电机的不同，分为两种水阻串接方式 1、转子串水阻 即电机属于绕线式电机，即转子回路未短接。此时通过改变起动过程中转子回路的电阻值来逐步实现软起动。 2、定子串水阻 即电机属于鼠笼型电机，即转子回路在电机内部已短接。此时通过改变起动过程中定子回路的电阻值来逐步实现软启动。 (二)按照实现方式的不同，分为两种水阻 1、温度改变阻值大小 即在启动过程中，由于液体内部的电解液随着液体温度的升高，电解液分子活动加剧，使电阻值逐步减小，逐步改变机端电压，使之达到软起动的目的。 2、柜内增加极板升降电机 通过柜内增加极板升降电机，匀速的改变输入输出极板之间的距离，改变电阻值的大小，逐步改变机端电压，使之达到软起动的目的。 注：其中若是温度改变阻值大小，主要属于定子串水阻系列(即鼠笼式电机)。 若通过极板升降电机改变阻值大小，则定子和转子串水阻都可。目前常用的方式还是通过极板升降的方式，方便控制启动过程。 五、水阻的内部结构 (一)若以温度改变阻值 其柜内部主要包括： 1、旁路柜 主要是起动完毕后，将水阻柜短接。 按一次原理的不同，和短接接触器的数量，有的在短接后将水阻完全拖开的，有的在短接后，水阻仍然带电。 根据客户需要，选择真空断路器或者真空接触器。真空断路器需要分、合闸操作，而真空接触器又分为电保持和机械保持式，电保持不需另增加分闸操作，掉电即分闸，而机械保持式需要分闸操作。 2、水阻柜主体 主要包括3个独立的水箱，每个水箱底部有一固定的铜极板，水箱上部有一固定的铜极板，分别引出进出一次线。(针对鼠笼式电机讲的：定子串水阻) 主要根据电机大小，计算需要的散热液体体积，则柜体体积有大有小。例如电机在10MW，则水阻柜主体可能达到10m*2m*4m。 (二)极板升降改变阻值 其柜内部主要包括：水箱(三相分开)、一套极板、极板升降电机和相应的轴承，及短接接触器(短接的接触器也应客户需要)、PLC等。 六、运行方式(现场实际操作的依据数据和实现方法) (一)温度改变阻值 1、工频模式下 待厂家调试完后，每个极板都浸泡在水中，水中加入了根据计算的电解粉。起动时，通电后，则水阻内，温度逐渐升高，电解液分子活动加剧，极板之间的电阻值逐步减小，电机端的电压逐步由低到高，根据调整的时间，起动完毕后，短接真空接触器(温度改变阻值这种主要用于鼠笼式电机)，起动完成，水阻被甩开。此种原理的水阻，电机进行连续重启时，由于每次重启时，由于水温不一致，因此其启动特性会有差异。在启动时间间隔较长的情况下，其启动特性基本可保持一致。 2、变频模式下 上高压后，直接短接接触器(短接接触器动作信号取自高压开关QF0的常开点)。 (二)极板升降改变阻值(重点介绍) 1、运动过程 待厂家调试完后，每个极板都浸泡在水中，水中加入了根据计算的电解粉。起动前，上极板在最上面，起动时，上极板在升降电机的带动下，逐步下移，(有的设置是下移几秒，停几秒，继续下移，重复)则两极板之间的距离减小，相应的两极板之间的电阻值减小，则电机端的电压逐步由低到高，当上极板移动到最下限位时，短接真空接触器。与此同时，上极板开始往上回升，升到最上限位时，起动完成。此种方式的水阻，电机连续启动时，启动特性差别不会很大，但是伺服电机等部件造成水阻柜的维护工作增加。(适用于鼠笼式及绕线式电机)。 2、现场参照的实际数据及控制逻辑 (1)一