1概述

　　為適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展的要求，邢鋼自2002年起新上12000m3/h制氧機(jī)，其中空氣透平壓縮機(jī)電機(jī)采用德國(guó)西門子公司產(chǎn)品，電動(dòng)機(jī)型號(hào)636-4HX60-Z，額定功率6120kW，電壓6000V，電流680A，額定轉(zhuǎn)速2980r／min，星形接法。采用全壓直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流6.8倍，達(dá)到4500A，造成電網(wǎng)電壓下降，影響共網(wǎng)其它電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，同時(shí)對(duì)電機(jī)本身及電纜的絕緣破壞很大，加速絕緣老化，對(duì)設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行造成極大威脅。為了控制其起動(dòng)時(shí)的浪涌電流和對(duì)電網(wǎng)造成較大沖擊，按以往經(jīng)驗(yàn)只能采用降壓起動(dòng)方式。目前國(guó)內(nèi)大型高壓籠型電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)方式一般均采用傳統(tǒng)的串接電抗器或自耦變壓器起動(dòng)，降低起動(dòng)電流的效果不是很好，而且設(shè)備制造周期較長(zhǎng)，造價(jià)高。鑒于以上情況，經(jīng)過(guò)充分調(diào)研與論證，我們采用了追日電氣公司生產(chǎn)的GZYQ-6500/6-YS型液態(tài)軟起動(dòng)裝置，正式投用一年多來(lái)的結(jié)果表明，該電機(jī)起動(dòng)柔和平穩(wěn)。為保證起動(dòng)時(shí)間不至過(guò)長(zhǎng)，整定電流倍數(shù)為額定值2.0-4.5倍左右，起動(dòng)時(shí)母線電壓下降小于7％-15％，完全滿足設(shè)計(jì)和生產(chǎn)要求，為企業(yè)創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
　　我們選擇增加NKL-2000-8電抗器起動(dòng)，電機(jī)接線方式見(jiàn)圖1，計(jì)算端電壓。
　　
　　
　　通過(guò)以上計(jì)算可知，為滿足起動(dòng)電流小于4.5倍額定值而選取電抗器接入系統(tǒng)后，母線壓降達(dá)40％，不能滿足設(shè)計(jì)要求小于7％～15％，故接入電抗器無(wú)法滿足起動(dòng)要求。

　　　　　　　　　　　　　　圖1電機(jī)接線方式

2性能特點(diǎn)

　　鼠籠式電動(dòng)機(jī)軸定子端在串電阻后其電機(jī)上的電壓肯定要降低，而起動(dòng)電流也會(huì)相應(yīng)降低，由于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩M正比于I2，所以起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較之全壓起動(dòng)有所損失。對(duì)于數(shù)量龐大的風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)組這些非恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載起動(dòng)時(shí)，并不需要起動(dòng)瞬間有很大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而往往是因?yàn)榇蠊β矢邏菏蠡\型電機(jī)起動(dòng)時(shí)很難有合適的配套產(chǎn)品，才不得不采用全壓起動(dòng)，這樣不但起動(dòng)電流很大，對(duì)電動(dòng)機(jī)及被拖動(dòng)設(shè)備造成沖擊，而且也直接影響電機(jī)的壽命及電網(wǎng)的質(zhì)量。
　　高壓鼠籠式電動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)的起動(dòng)方式，一般只能采用串電抗器起動(dòng)，由于其制造參數(shù)固定，現(xiàn)場(chǎng)抽頭無(wú)法根據(jù)電動(dòng)機(jī)及負(fù)荷的工藝情況進(jìn)行調(diào)整，故很難獲得理想的起動(dòng)參數(shù)，降低起動(dòng)電流的效果也不是很好，一般只能控制在3-4倍額定電流左右。且電抗器電流也無(wú)法解決，其功率范圍國(guó)際規(guī)定一般只允許在2400kW、6kV以內(nèi)，相同功率的電機(jī)，不同的負(fù)載，不同的工藝參數(shù)，起動(dòng)次數(shù)及頻繁程度要求不同，工作環(huán)境不同等，理論上都要求配備不同的起動(dòng)阻抗，以獲得良好的起動(dòng)特性。這實(shí)際上也意味著每臺(tái)不同的電機(jī)應(yīng)有自己最適宜的起動(dòng)電阻存在，既能使起動(dòng)以軟起動(dòng)方式成功完成，又將起動(dòng)電流控制在最小范圍內(nèi)，從而降低起動(dòng)沖擊，保護(hù)被拖動(dòng)設(shè)備及電網(wǎng)。
　　電液變阻的最大長(zhǎng)處就是它的阻值可塑性好，靠改變水中的適宜導(dǎo)電質(zhì)的濃度來(lái)改變本身的電阻率，其可調(diào)整范圍理論上是非常大的，這是其他成批制造出來(lái)的定尺寸、定匝數(shù)、定材質(zhì)，因而阻抗固定的電抗器類起動(dòng)所無(wú)法比擬的。該起動(dòng)器是在被控電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子(繞線式)或定子(鼠籠式)回路中串接一個(gè)可以調(diào)整的液體電阻，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使液體電阻均勻減小，起動(dòng)過(guò)程完成后外電阻為零并自動(dòng)切除，從而保證被控電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程具有平滑、無(wú)沖擊的軟特性。它能使起動(dòng)電流控制在額定電流的2倍以下，并能保證獲得較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。由于起動(dòng)完成切除外接電阻時(shí)無(wú)沖擊，故而避免了對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

3系統(tǒng)的構(gòu)成及原理

　　系統(tǒng)的構(gòu)成及原理見(jiàn)圖2所示，在定子回路中串入電液變阻起動(dòng)器的三相電阻，其中QFl為主機(jī)運(yùn)行斷路器，QS為隔離開(kāi)關(guān)，QF2為星點(diǎn)短接斷路器，Rs為電液變阻起動(dòng)器。電液變阻器由3個(gè)相互絕緣的電液箱構(gòu)成，內(nèi)部盛有電液的一組相對(duì)應(yīng)導(dǎo)電極板，其中一動(dòng)一定，動(dòng)極板組通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及伺服控制系統(tǒng)控制運(yùn)行。起動(dòng)開(kāi)始后，根據(jù)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的大小可自動(dòng)調(diào)整液阻值，使整個(gè)起動(dòng)過(guò)程控制在較小起動(dòng)電流下均勻升速，而液阻無(wú)級(jí)切除，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案見(jiàn)圖3所示。
　　

　　　　圖2原理圖　　　　　　　　　　　　　　　　　圖3結(jié)構(gòu)方案圖

4液阻濃度的計(jì)算

　　該自動(dòng)電液變阻起動(dòng)器阻值的最佳配置是控制適宜的起動(dòng)電流及使空壓機(jī)能正常起動(dòng)，液阻配置參考公式如下：