吸沙泵作为抽取泥沙介质并进行远距离输送的水利机械设备,在配套动力方面有多种选择,比如电机驱动、柴油机驱动以及液压驱动,在城市内或者近郊电源便利的工作环境中,配套电机的吸沙泵机组比较常见。电机结构简单,价格便宜,维护方便,但有个问题,就是瞬间启动电流比较大。因此在启动时一般选用软启动的方式。对于怎样选择电动机的启动方式,得根据电机所驱动的机械负载的转矩特性、负载性质对启动的要求、线路中的变压器容量、各种启动的经济投资等进行综合考虑。
一、电机启动方式
1、电动机全压直接启动 在电网容量和负载两方面都允许全压直接启动的情况下,可以考虑采用全压直接启动。这种启动方式的优点是操纵控制方便,维护简单,而且比较廉价。主要用于10KW以下的小功率电动机的启动,如果功率大于10KW则考虑采用Y-△降压启动,从而节约成本。
2、电动机自耦减压启动 电动机自耦减压启动,是利用自耦变压器的多抽头减低电压,既能适应不同负载启动的需要,又能得到较大的启动转矩,是一种经常被用来启动容量较大电动机的减压启动方式。它的最大优点是启动转矩较大,当其自耦变压器绕组抽头在 80%处时,启动转矩可达直接启 动时的 60%。并且可以通过抽头调节启动转矩。至今仍然还有应用。见下图所示。
3、电动机星三角启动 对于正常运行的定子绕组为三角形接法的笼式异步电动机来说,如果在启动时将定子绕组接成星形,待启动完毕后再接成三角形,就可以降低启动电流,减轻启动时电流对电源电压的冲击。这样的启动方式称为星三角减压启动,简称为星-角启动(Y-△启动)。采用星角启动时,启动电流只是原来按三角形接法直接启动时的 1/3。如果直接启动时的启动电流 以 6~7 倍额定电流计算,则在星三角启动时,启动电流才是 2~3 倍额定电流。简单说采用星三角启动时,启动转矩也降为原来按三角形接法直接启动时的 1/3。适用于空载或者轻载启动的设备。并且同其他减压启动器相比较,其结构最简单,检修比较方便,价格也最便宜。见下图所示。
4、电动机软启动器 软启动就是一个交流调压器,它利用了晶闸管的移相调压原理来实现对电动机的调压启动,主要用于电动机的启动控制,具有过电流保护,电机过载、失压、过压、断相、接地故障保护。启动效果好,但成本较高。因使用了单片机、大功率晶闸管元件,而晶闸管工作时谐波干扰较大,对电网有一定的影响。另外,电网的波动也会影响晶闸管元件的导通,特别是同一电网中有多台晶闸管设备时。因此晶闸管元件的故障率较高,因为涉及电力电子技术,因此对维护技术人员的要求也较高。见下图所示。
5、电动机变频器启动 通过变频器用于调节电机的工作频率,减少能源损耗,能够平稳启动设备,减少设备直接启动时产生的大电流对电机的损害。同时自带模拟量输入(速度控制或反馈信号用),PID控制,泵切换控制(用于恒压),通信功能,宏功能(针对不同的场合有不同的参数设定),多段速等等。
变频器是目前电动机控制领域技术含量最高、控制功能最全、控制效果最好的电机控制装置,它通过改变电源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。
在以上几种启动控制方式中,星三角启动,自耦减压启动因其成本低,维护相对于软启动和变频控制容易,目前在实际运用中还占有很大的比重。但因其采用分立电气元件组装控制线路接点较多,在其运行中,故障率相对比较高。变频控制是控制效果做好的方式,海川泵业在此将重点介绍吸沙泵电机启动时配套变频控制柜的相关信息,供广大用户参考。
二、变频控制概念
变频控制主要用于调节设备的工作频率,减少能源损耗,能够平稳启动设备,减少设备直接启动时产生的大电流对电机的损害。同时自带模拟量输入(速度控制或反馈信号用),PID控制,泵切换控制(用于恒压),通信功能,宏功能(针对不同的场合有不同的参数设定),多段速等等。变频控制柜产品具有过载、短路、缺相保护以及泵体漏水,电机超温及漏电等多种保护功能及齐全的状态显示,并具备单泵及多泵控制工作模式,多种主备泵切换方式及各类起动方式。
三、变频控制类型
1、液位控制:该控制柜配高性能Key浮球开关,根据液位的高、低变化,自动控制给排水泵的开、停。
2、压力控制:外接电接点压力表或压力控制器,可根据管网压力的变化自动开泵、关泵,本型大量应用于生活给水及消防增压系统。
3、温度控制:外接温度控制器,根据设定的温度范围开泵或关泵,应用于恒温、热交换系统等需温度控制的场合。
4、时间控制:机箱面板设有时间设定按扭和显示器,用户可根据定时需要控制水泵的开启和关闭,适用于各种定时或有规律的间歇式工作方式的控制。
四、变频控制特点
1、节约能源
变频器控制电机与传统控制的电机比较,能源节约是最有实际意义的,根据注水量、输油量需求来供给的电机工况是经济的运行状,即可节电48.8%
2、运行成本降低
传统电机的运行成本由三项组成:初始采购成本、维护成本和能源成本。其中能源成本大约占电机运行成本的77%。通过能源成本降低44.3%,再加上变频起动后对设备的冲击减少,维护和维修量也跟随降低,所以运行成本将大大降低。
3、提高压力控制精度
变频控制系统具有精确的压力控制能力。使电机的压力输出与系统所需的注水量相匹配。变频控制电机的输出量随着电机转速的改变而改变。由于变频控制电机速度的精度提高,所以它可以使管网的系统压力变化保持在3pisg变化范围,也就是0.2bar范围内,有效地提高了工况的质量。
4、延长电机的使用寿命
变频器从0HZ起动电机,它的起动加速时间可以调整,从而减少起动时对电机的电器部件和机械部件所造成的冲击,增强系统的可靠性,使电机的使用寿命延长。此外,变频控制能够减少机组起动时电流波动,这一波动电流会影响电网和其它设备的用电,变频器能够有效的将起动电流的峰值减少到最低程度。
5、降低了电机的噪音
根据电机的工况要求,安装变频调速后,电机运转速度明显减慢,因此有效地降了电机运行时的噪音。
吸沙泵配套电机作为动力时的启动方式多样化,每一种启动方式都有各自的工作原理及适用环境。客户可根据实际需要选择不同的启动方式。本文重点讲述变频启动的原理跟优势,吸沙泵吸沙作业过程中,泥沙介质的比重大小,浓度的高低都是瞬息变化的,配套电机作为动力的吸沙泵,笔者建议选用变频控制来启动电机,一方面是吸沙泵配套电机的功率相对较大,使用变频启动可以大大降低大功率电机启动时的瞬间启动电流,从而减轻对发电机组或者是变压器的要求。再就是可以根据吸沙浓度的高低来适时的调节电机频率,从而达到高效节能的目的。变频控制的优势在吸沙泵配套电机使用过程中得到充分展现,也给广大使用的用户节省了很多成本,创造了更高的经济效益。
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