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一台软起动器控制多台电机如何实现

         某公司新建了烟气脱硫除尘及废液治理工程来处理废液废气,以达到排污标准。该工程的关键设备是3台37kW洗涤浆液循环泵、3台37kW洗涤浆液输送泵、3台30kW废液输送泵和3台30kW排污泵等。能否对这12台泵的进行合理、有效、可靠的控制,成为整个治理工程成功与否的关键。
         传统的自耦降压启动方式,起始电压不可调,冲击电流大,电机转矩特性较差且日常维修工作量大。针对被控电机功率相同、数量较多且控制较为集中的情况,采用可编程控制器(PLC)作为主控部件,智能化数字式电机软启动为主要执行器件,实现一台软启动器驱动多台泵类电机,简化了结构,控制了成本。软启动器的泵控制功能,有效地减少了启动和停止时液流冲击所产生的系统水锤现象。
工作原理及系统电气原理图
1)工作原理
       电机软启动器的基本原理如图1所示。软启动器一般采用三对反并联的大功率晶闸管串接于交流电动机的定子回路上,通过微处理器控制其触发角。启动时,软启动器的输出电压迅速上升到设定的初始电压(初始转矩对应的电压),然后按设定的启动时间逐渐上升,电动机随之逐渐加速,以实现电动机的软启动。
      当软启动器的输出电压达到电动机的额定电压时,电动机达到额定转速,启动完成。停机时,根据设定的停机时间逐步降低软启动器的输出电压,电动机逐渐停止运行。以实现电动机的软停止。
单台软启动器如何控制多台泵类电机?

图1 软启动器工作原理框图
2)系统电气原理图

单台软启动器如何控制多台泵类电机?

图2 一台软启动器驱动三台电机控制原理图
      以1台软启动器驱动3台洗涤浆液循环泵电机实现软启动和软停止为例说明系统控制原理,如图2所示。洗涤浆液循环泵电机M1、M2、M3型号为JO2-51-6,37kW,70A,970rpm,采用1台37 kW软启动器(型号为STRB-371T3P)作为控制器件。
     在一台软启动器配一台电机的基础上,在每台电机的主电路中分别增加一台接触器(KM2、KM4、KM6)作为软启动器的旁路运行接触器。软启动电机M1时,首先吸合主电路接触器KM1,软启动器开始启动电机M1,电机随设定的起动时间逐渐加速,等到电机M1加速至额定转速后,软启动器发出启动完成信号,旁路运行接触器KM2吸合,同时延时将主电路接触器KM1断开,切除软启动器,电机M1软启动完成。此时,软启动器可以继续启动电机M2或M3。
      电机M1、M2、M3启动完成之后,软启动器脱离工作处于待命状态。电机M1、M2、M3实行分时先后启动,启动各电机的时间间隔在2分钟左右。其具体的动作过程和延时环节由可编程控制器(PLC)很方便地完成。
      电机启动完成后,系统通过旁路运行接触器给电机供电。此时软启动器被切除,失去了对电机的保护作用。因此必须另设电机过载保护元件(FR1、FR2、FR3)。
      软停止电机M1时,首先吸合主电路接触器KM1,将旁路运行接触器KM2断开,电机M1切换到由软启动器控制,软启动器的软停止功能逐渐减小输出电压,电机M1随设定的停止时间逐渐慢慢停下来,最后主电路接触器KM1断开,电机M1软停止完成,软启动器退出,接受下一个停止操作。
设备选型
       系统的设计和设备的选型要考虑其可靠性及经济性,以提高整个系统的性价比。
1)可编程控制器(PLC)选型
        在选择PLC型号时,根据被控设备的具体数量和所需的I/O点数,还要考虑到编程、用户使用、维护和扩展等方面。本系统选用三菱公司的一体化的中小型PLC产品(型号为FX2N-80MR-001)
2软启动器选型
软启动器是整个控制系统的关键部件之一,选用了西安西普电力电子有限公司生产的STRB-371T3P软启动器2台,STRB-301T3P软启动器2台。该产品具有以下几个优点:

  • 适用于此类场合的一带多的专有功能;
  • 内置软停止功能;
  • 具有外控端子,可方便实现自动控制;
  • 可频繁起停;
  • 带有泵控制功能,以减少起动和停止时液流冲击所产生的系统水锤现象的发生。

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