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方庄二矿排水泵电机起动方式探析【摘　要】为选择适合煤矿井下大功率排水泵电机起动的方式，对一些电机起动方式进行了比较，利用比较法说明应用软起动器更适合起动排水泵电机，简述了应用软起动器进行起动的原理、功能特点和优点,并针对方庄二矿实际情况进行了应用软起动器设计。 【关键词】软起动器；排水泵；起动方式；优点；应用设计 0.引言 方庄二矿隶属于河南煤化集团焦煤公司，位于太行山南麓焦作市修武县七贤镇境内。矿内主要排水系统由位于一水平的主井泵房、副井泵房、位于二水平的二水平泵房构成，另有在建的位于三水平的25泵房。其中主井泵房水泵10台、副井泵房水泵7台，采用双回路供电，二水平泵房水泵12台，采用四回路供电。水泵电机供电电压6KV，功率主要为1250KW4台、630KW23台，均为三相鼠笼型异步电机，目前各水泵电机的起动方式均采用直接起动方式。 总所周知，由于电机的起动特性，电动机直接连接到供电系统进行起动，将会产生一个约为额定电流的5-7倍的冲击电流，而起动转矩倍数却并不大，如果给异步机供电的变压器容量不够大，在巨大起动电流的冲击下，变压器的内阻抗将产生较大的电压降落，和异步机并联在同一电网上的其他用电设备将承受端电压大幅度波动的干扰，轻则影响其他设备的正常工作重则造成其他设备的损坏；同时直接起动的巨大电流冲击将在整个供电系统中引起较大的电能损耗，当起动次数较多和电机容量较大时，起动损耗浪费的电能是可观的。矿井排水系统是煤矿生产中关键环节，也是耗电大户，有效地控制排水系统使其高效低耗、经济可靠地运行对煤矿安全生产意义重大。随着煤矿开采深度的增加，井下用电负荷量增长，地面供电系统容量小，往往难以满足高压排水泵这样井下大功率高压电机的起动要求。因此对起动水泵电机采用合理起动方式是必要的。 1.起动方式的选择 三相鼠笼异步电动机的起动，传统的方法有定子串电抗器或电阻起动、Y-△起动、自耦减压起动等。这些传统起动方式均属于有级起动，由上表可看出仍存在着起动电流大、起动特性不理想以及切除时造成二次冲击电流无法解决、装置复杂、不能频繁起动、成本较高等缺点。产生的较大电流同样会对对电动机、设备及所拖动的机械设备造成较大的损坏。可见，传统的起动方式不利于现代化的生产，满足不了人们日益提高的要求。 近些年随着电子技术的不断发展，利用可控硅交流调压技术制造的软起动器日益应用广泛。软起动器是通过连续缓慢增加电动机端电压使电动机转速平滑的上升，直至额定运行，从而实现限流起动。尤其近年来以单片机和可控硅调压技术为基础的软起动器，不但能改善负载特性，提高电动机效率和功率因数，降低电能消耗，还可以提高各种保护，实现软起动、软停机、低速制动，因此，应用于井下高压排水泵中更为合适。 2.软起动器原理 软起动器主回路采用三对反并联可控硅作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间 。这种电路如三相全控桥式整流电路，利用可控硅的电子开关特性，通过控制其触发导通角的人小来改变可控硅的开通程度，从而控制电动机的输入电压，达到控制加速转矩和起动电流的目的，实现电动机的软起动。 由于电动机的转矩与加在定子端的电压的平方成正比，而电动机电流与定子端的电压成正比，因此，可以通过控制电动机的输入电压对加速转矩和起动电流进行限制。起动时，当软起动器接到起动信号时，由软起动装置的微处理器根据设定进行有关计算，确定可控硅的触发信号，通过控制可控硅的导通角，使可控硅的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到可控硅完全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑起动，降低起动电流。待电机达到额定转速时（即：加在电机上的电压为额定电压Ue%），起动过程结束，由控制器发出信号，起动外接中间继电器，中间继电器常开点闭合使旁路接触器吸合，取代已完成任务的可控硅，可控硅暂停工作，由旁路接触器为电动机正常运转提供额定电压，以降低可控硅的热损耗，延长软起动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。 3.软起动器应用设计 3.1 在起动井下排水泵电机的应用中，软起动器起动有一个特点，电动机利用软起动器的起动完成后，就要切换到旁路接触器上正常运行，此后直至电动机停止，软起动器不再起到任何作用。利用起动器的这个特点，在第一台电动机利用软起动器正常起动切换到旁路接触器上后，第二台电动机仍可利用这台软起动器起动，依次类推，只要起动时间允许，软起动器可以一直起动连续排列的功率相同的电动机。 设想如果通过一台软起动器来依次起动装置在一起的多台水泵，将大大降低投入成本，并且由于设备的减少，将大大降低设备的故障率。为实现这一目的，可以设计使用一台软起动器控制两台电动机的起动和独自停止的方法。按照同样的方法，理论上可以起动3台、4台以及更多台设备。此种方式可以实现一台