文档介绍：该【电力电子技术名词解释 】是由【ipod0b】上传分享，文档一共【18】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【电力电子技术名词解释 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。柔性沟通输电系统
柔性沟通输电系统是FlexibleACTransmissionSystems)中文翻译,英文简称FACTS,指应用于沟通输电系统的电力电子装置,其中“柔性”是指对电压电流的可控性;如装置与系统并联可以对系统电压和无功功率进行把握,装置与系统串联可以对电流和潮流进行把握;FACTS通过增加输电网络的传输容量,从而提高输电网络的价值,FACTS把握装置动作速度快,因而能够扩大输电网络的平安运行区域;在电力电子装置最早用于直流输电系统中并实现了对输送功率的快速把握,由此人们想在沟通系统中加装电力电子装置,寻求对潮流的可控,以获得最大的平安裕度和最小的输电成本,FACTS技术应运而生,静止无功补偿器(SVC),静止同步补偿器(STATCON),晶闸管投切串联电容器(TCSC),统一潮流把握器(UPFC)就是基于FACTS技术的产品。
节能灯
节能灯又叫紧凑型荧光灯(国外简称CFL灯)它是1978年由国外厂家首先创造的,由于它具有光效高(是一般灯泡的5倍),节能效果明显,寿命长(是一般灯泡的8倍),体积小,使用便利等优点,受到各国人民和国家的重视和欢迎,我国于1982年,首先在复旦高校电光源争辩所成功研制SL型紧凑型荧光灯,二十年来,产量快速增长,质量稳步提高,国家已经把它作为国家重点进展的节能产品(绿色照明产品)作为推广和使用。
现如今我们所讲的节能产品主要都是针对白炽灯来讲。一般的白炽灯光效大约在每瓦10流明左右,寿命大约在1000小时左右,它的工作原理是:当灯接入电路中,电流流过灯丝,电流的热效应,使白炽灯发出连续的可见光和红外线,此现象在灯丝温度升到700K即可觉察,由于工作时的灯丝温度很高,大部分的能量以红外辐射的形式铺张掉了,由于灯丝温度很高,蒸发也很快,所以寿命也大缩短了,大约在1000小时左右。
节能灯主要是通过镇流器给灯管灯丝加热,大约在1160K温度时,灯丝就开头放射电子(由于在灯丝上涂了一些电子粉),电子碰撞氩原子产生非弹性碰撞,氩原子碰撞后获得了能量又撞击***原子,***原子在吸取能量后跃迁产生电离,,紫外线激发荧光粉发光,由于荧光灯工作时灯丝的温度在1160K左右,比白炽灯工作的温度2200K-2700K低很多,所以它的寿命也大提高,达到5000小时以上,由于它不存在白炽灯那样的电流热效应,荧光粉的能量转换效率也很高,达到每瓦50流明以上。
齐纳击穿
当PN结两边的掺杂浓度很高时,阻挡层将变很薄,在这种阻挡层中,载流子与中性原子相碰撞的机会微小,因而不简洁发生碰撞...明显,场致激发能够产出大量的载流子,使PN结的反向电流剧增,呈现反向击穿现象,这种击穿称为齐纳击穿(因齐纳争辩而得名)。齐纳击穿一般发生在低反压、高掺杂的状况下。
   利用齐纳击穿可做成稳压二极管,,反向电阻降低到一个很少的数值,在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定,稳压二极管是依据击穿电压来分档的,由于这种特性,,稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联就可获得更多的稳定电压.
   稳压二极管的正向特性与一般二极管相同,而反向击穿特性很陡峭。
雪崩击穿
在材料掺杂浓度较低的PN结中,当PN结反向电压增加时,空间电荷区中的电场随着增加。这样,通过空间电荷区的电子和空穴,就会在电场作用下获得的能量增大,在晶体中运动的电子和空穴将不断地与晶体原子又发生碰撞,当电子和空穴的能量足够大时,通过这样的碰撞的可使共价键中的电子激发形成自由电子–空穴对。新产生的电子和空穴也向相反的方向运动,重新获得能量,又可通过碰撞,再产生电子–空穴对,这就是载流子的倍增效应。当反向电压增大到某一数值后,载流子的倍增状况就像在陡峻的积雪山坡上发生雪崩一样,载流子增加得多而快,这样,反向
电流剧增,PN结就发生雪崩击穿。利用该特点可制作高反压二极管。下图是雪崩击穿的示意图.
    雪崩二极管是一种负阻器件,特点是输出功率大,但噪声也很大。主要噪声来自于雪崩噪声,是由于雪崩倍增过程中产生电子和空穴和无规章性所引起的,其性质和散弹噪声类似。雪崩噪声是雪崩二极管振荡器的噪声远高于其它振荡器的主要缘由。
电路的噪声
对于电子线路中所标称的噪声,可以概括地认为,它是对目的信号以外的全部信号的一个总称。最初人们把造成收音机这类音响设备所发出噪声的那些电子信号,称为噪声。但是,一些非目的的电子信号对电子线路造成的后果并非都和声音有关,因而,后来人们逐步扩大了噪声概念。例如,把造成视屏幕有白班呀条纹的那些电子信号也称为噪声。可能以说,电路中除目的的信号以外的一切信号,不管它对电路是否造成影响,都可称为噪声。例如,电源电压中的纹波或自激振荡,可对电路造成不良影响,使音响装置发出沟通声或导致电路误动作,但有时或许并不导致上述后果。对于这种纹波或振荡,都应称为电路的一种噪声。又有某一频率的无线电波信号,对需要接收这种信号的接收机来讲,它是正常的目的信号,而对另一接收机它就是一种非目的信号,即是噪声。在电子学中常使用干扰这个术语,有时会与噪声的概念相混淆,其实,是有区分的。噪声是一种电子信号,而干扰是指的某种效应,是由于噪声缘由对电路造成的一种不良反应。而电路中存在着噪声,却不肯定就有干扰。在数字电路中。往往可以用示波器观看到在正常的脉冲信号上混有一些小的尖峰脉冲是所不期望的,而是一种噪声。但由于电路特性关系,这些小尖峰脉冲还不致于使数字电路的规律受到影响而发生混乱,所以可以认为是没有干扰。当一个噪声电压大到足以使电路受到干扰时,该噪声电压就称为干扰电压。而一个电路或一个器件,当它还能保持正常工作时所加的最大噪声电压,称为该电路或器件的抗干扰容限或抗扰度。一般说来,噪声很难消退,但可以设法降低噪声的强度或提高电路的抗扰度,以使噪声不致于形成干扰。
 软启动技术
    软起动器实际上是一个晶闸管沟通调压器。转变晶闸管的触发角,就可调整晶闸管调压电路的输出电压。在整个起动过程中,软起动器的输出是一个平滑的升压过程(且可具有限流功能),直到晶闸管全导通,电机在额定电压下工作。“软启动”不仅能够大幅度减轻传动系统本身所受到的启动冲击,延长关键零部件的使用寿命,同时还能大大缩短电动机启动电流的冲击时间,减小对电动机的热冲击负荷及对电网的影响,从而节省电能并延长电动机的工作寿命。此外,通过使用“软启动”技术,在电动机的选型上将可以选用容量较小的电动机,因而也能够削减不必要的设备投资。
变频器、软启动在大中型供水设备中的应用
摘要:由变频器、软启动及可编程把握器为主组成的高性能把握系统具有运行稳定、高效节能、自动化程度高易于操作等优点。由于接受了软启动,设备启、停过程平稳,避开了“水垂”效应,此把握系统只需增加较少的投资,就能较大幅度的提高设备性能,此项技术在大中型水泵站中很有推广应用价值。
关键词:恒压供水,变频调速,软启动,供水泵站,节能,水垂效应。
通常供水设备的把握系统是由变频器、把握器、低压电器及压力传感器组成,可完成对供水压力闭环把握,当供水管网流量变化时,通过调整变频泵的转速和转变投入运行的水泵台数,可达到稳定供水管网出口压力的目的。
图1所示是一个典型的恒压变频供水系统框图,此把握系统的把握对象是供水管网出口压力,由压力传感器采集供水管网出口压力信号,将此压力信号与设
图1自动恒压供水系统原理图
定压力信号进行比较,其差值进入CPU进行PID运算,运算结果把握变频器的输出频率及输出电压,使水泵转速能随着供水管网压力的波动而不断的变化,从而使管网出口压力稳定。假如管网流量变化大,当只调整变频泵的转速不能满足管网出口压力稳定要求时,则由把握器发出指令,通过转变投入运行的水泵台数来满足稳定管网出口压力要求。
在上述过程中,当变频泵达到最高设定转速时,说明管网用水量大,只靠调整变频泵的转速已不能使管网出口压力稳定,在经过肯定延时后,假如此泵仍旧在最高设定转速运行,把握系统就要启动一台水泵,在水泵容量较大的供水系统中,往往接受一项叫作“循环软启动”的技术,即将变频器带动的正在全速运转的电机交给电网,变频器再带动下一台电机变频启动,目的是削减启动过程中的机械和电气冲击。这项被称为“循环软启动”的技术存在着一个致命弱点,由于在此过程中刚脱离变频器的水泵在惯性作用下高速旋转,电机转子中还有较大的电流,由此电流形成的磁场在电机定子中感应出较高的电压,此电压与电网电压不同频率、不同相位,因而此时不能马上将此电机合到电网上,一般方法是依据电机容量大小,确定一个延时,要等转子电流衰减到肯定值以后,才能将此电机合到电网上,然后变频器带动下一台电机运行。如在上述,从变频器脱开的电机要经过肯定延时后才能并入电网,对于中型电机此延时大约是1-2秒钟,在此期间,水泵失去了动力,并且水的位能阻挡水泵连续旋转,水泵转速下降很快,当此水泵电机并入电网时,电机转速已降的很低,当将此电机并入电网时将产生较大的电气和机械冲击。假如电机从变频到工频切换过程处理不当,会给电网及供水管网造成重大事故,所以很多专家在大中型供水设备中不主见接受这项“循环软启动”技术。变频与工频平稳切换,已成为大中型供水设备中迫切需要解决的问题。
为解决以上问题,现接受另一项电力电子产品“软启动”器,它基本原理是转变晶闸管的导通角转变输出电压,使电机在启动和停机过程中,端电压可以依据预先设定的方式渐渐变化,从而使启动和停机过程平稳。假如是启动一台电机,软启动将渐渐增大晶闸管的导通角,使电动机端电压渐渐上升,水泵平稳升速完成启动过程。假如是关闭一台电机,软启动内的晶闸管的导通角将由大渐渐减小,渐渐降低输出电压,使正在运转的电机平稳停机。
高性能的软启动及把握系统允许用一台软启动挨次带动多台电机完成软启、软停操作(图2)。比如启动1#电机,软启动晶闸管的起始导通角为零,将KM11闭合,然后软启动晶闸管的导通角由小变大,电机端电压渐渐上升到电网电压,
图2一台软启动实现多台电机软启、软停把握主电路图
电机可较平稳升速完成启动过程。此时电机的端电压与电网电压同频率,同相位,软启动器的晶闸管完全导通,其输出电压接近电网电压,这样,可将KM21闭合,使软启器旁路,然后KM11断开,软启动退出运行。此过程中电机端子上始终保持着较稳定的电压,所以整个启动过程平稳,无冲击。软启动退出运行以后预备接受下一次启动或停机操作指令。假如下一次操作指令是再启动一台电机,软启动将关闭软启动器上晶闸管,然后使相应的接触器闭合,再重复上述过程。假如下一次操作是关闭一台电机,比如1#电机停机,软启动先使晶闸管全导通,输出电压接近电网电压,然后KM11闭合将软启动并入正在运行的1#电机上,再断开1#电机直接和电网相联接的接触器KM21,这时就由软启动单独带动1#电机运行,软启动逐步降低输出电压,电机速度渐渐下降,直到停机,完成软停操作后,KM11断开。
在上述过程中,把握系统适时的将软启动接入或退出运行电路。使用一台软启动挨次带动多台电机完成软启、软停操作的软启动器应具有“级联”功能,“级联”功能的主要作用是,在每一次操作前,软启动都要进行状态预备,在完成操作之后发出信号使软启动准时退出运行。比如启动电机,软启动晶闸管必需是关闭状态,输出电压为零,然后进入启动操作,假如是执行停机操作,软启动晶闸管必需是导通状态,渐渐降低输出电压,完成停机操作,每一次操作之后软启动都要退出运行线路。
软启动本身爱护功能齐全,但是当一台软启动带多台电机时,软启动完成启停操作后要退出运行,所以电机爱护要另外设置,软启动只在启停过程中起爱护。
一个由变频器、软启动器、可编程序把握器及低压电器组成的供水把握具有良好的运行性能如图3,
图3变频器、软启动组成的自动恒压供水系统原理图
它由变频器带动一台泵变速运行,由一台软启动器完成其余各泵开、停泵操作,变频泵可定时轮换使各泵运行时间均衡。此把握系统除能依据管网出口压力调整变频泵转速外,还能适时的将软启动接入或退出运行电路,完成开停泵操作。此系统克服了变频器把握系统中,变频泵由变频向工频切换过程中所产生的电气和机械冲击,此把握系统具有软启软停功能,可以避开开停机时水泵突然变化而产生的“水垂”效应,保证了设备和管网的平安,此性能对大中型供水泵站尤为重要。
综上所述,在大中型泵站接受由变频器,软启动及可编程把握器为主组成的把握系统,集现代电力电子技术,微电子技术及把握技术为一体,组成了适应大中型供水泵站需求的高性能把握系统。此系统具有运行稳定,高效节能,自动化程度高易于操作等优点。由于接受了软启动,设备启停过程平稳,避开了“水垂”效应。与一般变频把握系统相比,此把握系统增加了软启动,软启动成本相对较低,此把握系统只增加了较少的投资,就能较大幅度的提高设备性能,此项技术在大中型水泵站中很有推广应用价值。
参考文献
• ,2000,(12)
• ,(12)
• ,(8)
晶闸管移相式软启动原理质疑
        克拉玛依技师学院    刘志斌
摘要:晶闸管移相式沟通调压电路不能应用于异步电动机的启动和运行,所谓的软启动原理在理论上是不成立的。
关键词:园旋转磁场、平滑转矩;幅值高次振动的旋转磁场、非平滑冲动式转矩;低功率因数、高无功损耗;高次谐波污染 … 。
三相异步电动机启动电流大,对供电电网、同网设备、电动机本身的危害不言而谕。多少年来人们在解决异步电动机启动课题上,不断争辩、实践,取得了很多科学的、有用的、奇妙有效的方法和设备。
近年来,由于电力电子技术的进展,人们早就期盼的科学、简洁、有效、有用的变频设备成为现实,随心所欲地异步电动机变频调速、变频软启动技术在自动化、智能化把握及自动化设备上得到广泛应用。“软启动”成为现代工控技术最时髦的代名词。
晶闸管移相式直流调压、沟通调压技术多年来广泛应用于直流电机调速,交、直流电焊等诸多方面。过去谁也没想着把它用到异步电机的启动上,由于大家都明白异步电机用的是正弦沟通电。
可是现在工控市场上有了晶闸管移相式软启动设备和相关生产厂家,它们把晶闸管移相式沟通调压技术用到异步电机的启动上,并冠以软启动这样最时髦的代名词。更叫人不惑的是广告、说明书上那些做宣扬的忽悠之词,黑白不分、利弊颠倒叫人上当。
从三相异步电动机的工作原理看:只有三相对称正弦沟通电产生的是园旋转磁场;产生的电磁转矩是连续、平滑的;影响异步电动机电流大小的主要因素是:
① 转差率S;②电源电压Um;③阻抗Z; ④功率因数COSφ。
接受最新最先进电力电子技术的变频器,在对异步电动机软启动过程中电机电流可以把握的很小
    IQ ≤ IN,
缘由是它实现了平滑地、任凭地转变、把握三相对称正弦沟通电源的频率f,从而平滑地转变定子园旋转磁场的转速n1,使其跟随转子的转速n2,始终保持其有一个格外小的转差率
S ≤ SN,
常用的传统降压启动设备是把电源电压 Um降低,使电动机在低电压下启动,减小电机启动电流,启动电流降为
IQ =(3-4)IN
高压鼠笼异步电动机启动方式中定子回路串电抗器、定子回路串液态电阻、转子回路串电阻 ,都是通过转变电动机阻抗Z、提高功率因数COSφ的方式减小启动电流。
总之,传统降压启动方法,不转变单一正弦沟通电的基本性质(既频率不变),保证了园旋转磁场、连续平滑的电磁转矩的异步电机的根本属性不变,启动过程异步电机的原有机械特性不转变。
而晶闸管移相式软启动是转变正弦沟通电压的波形,使之变为非正弦脉冲式沟通电,通过调整其占空比(如图所示),来转变沟通电的平均电压。其平均电压是可控的、平滑变化的。它加在异步电动机绕组上产生的磁场是一个旋转的幅值高次振动的磁场;其转子电磁转矩是一个大小高次振动的非平滑变化的冲动式的破坏性转矩。在机械方面产生(转子高频机械冲动,其冲动频率f机械 = 2f电源)震惊,对电机和生产机械形成机械损害;在定子电磁转换中产生过电压,直接损害电机绝缘,削减电机使用寿命;从电能利用效率看,启动过程中电机处于低功率因数、高无功损耗、高有功损耗(转子高频机械震惊)的状态。特殊是平均电压越低(既把握角α越大,导通角β越小)存在的上述问题就愈加严峻。
 
    
有的生产厂家声称自己生产的软启动箱具有节电、节能功能。实际上,这种占空比不断变化的非正弦脉冲式沟通电作用在异步电动机上,与传统启动设备相比,功率因数COSφ更低,无功损耗更大。而且在负载率低时,晶闸管移相沟通调压输出波形的占空比更小,高次谐波幅值比例增大,上述状况表现得更分明,不但不能节电,而是损耗更厉害。
异步电动机降低启动电流的一个主要目的就是减小大电流对电网的冲击,减小对同网设备的影响。而晶闸管移相沟通调压电路输出的占空比变化的非正弦脉冲式沟通电中,高次谐波对电网存在有害污染;对同网电气设备和通信、电视等系统的正常工作存在影响。不但不起好作用,而是起坏作用。
克拉玛依油田企业,有很多单位高价进了这种所谓软启动箱,没用几天,很快就被淘汰出局,统统换上了真正的软启动设备—变频器。
晶闸管移相式软启动这种未经过国家权威机构科学论证、实际检验的不成熟产品,违反了国家机电产品生产、销售的基本法规。它的流行将给企业正常生产造成不良影响,将造成社会财宝的巨大铺张。
异步电动机软启动及节能智能把握技术综述
刘建业河北科技高校电气信息学院
1、引言
异步电动机是工农业生产中最为广泛的电力拖动设备,其使用过程存在三个问题。首先是启动问题:特殊是几十、几百千瓦以上的中大容量电动机,额定电流就有几百安培,启动电流达近千安培,甚至几千安培,电动机启动时冲击电流流过供电变压器、供电线路,会造成供电母线很大的电压降落。严峻时启动的电动机本身不仅转不起来,在同一条供电母线的其他设备也受影响,电灯变暗、数控设备失常、带重载电动机甚至会停车、变电所的欠电压爱护会跳闸造成停电事故。其次是节能问题:异步电动机在运行期间有很大的节能空间,特殊在轻载时功率因数低、效率低,电机发热严峻。第三是电动机运行平安问题:断相、短路、严峻过载等故障会给运行中的电动机带来极大的危害。
智能化软启动器是集电机软启动、软停车、轻载节能和综合爱护于一体的新颖电机把握设备。近些年来,随着电力电子技术、计算机把握技术的飞跃进展,国内外都格外重视各种智能化软启动器的争辩和开发,且进展很快,目前市场有多种型号的软启动器可供用户选择,不同的产品所具功能不尽相同,把握方法不尽相同。结合自己几年来从事智能化启动器产品的争辩工作和对市场同类产品的生疏,本文旨在从软启动把握方式、节能方法对智能化软启动器作一技术综述。
2、软启动把握方式
电动机软启动把握旨在限制启动电流,减小冲击电流对电网的影响。对比过去的启动方法:定子串电阻启动、定子串饱和电抗器启动、Y-Δ变换启动和现在的软启动方法:液阻软启动、磁控软启动、晶闸管软启动,限流的实质没有太大的转变。只是从有级把握过渡到无级把握、从硬件调整到软件调整、从机械自动化过渡到智能自动化。
、液阻软启动
液阻软启动,相当于过去的定子串电阻启动。液阻是一种由电解液形成的电阻,它的阻值正比于相对的二块极板间的距离,反比于电解液的电导率。在启动过程通过把握极板距离或调整电导率都可实现电动机的软启动把握。由于液阻热容量大、阻值可无级调整,通过选择计算机预置的某种软启动算法把握一套伺服机构来调整极板距离,无级调整串入定子绕组的等效电阻,达到限流软启动的目的。所以液阻软启动较传统的定子串电阻启动,具有启动方式多样化(预置多种软启动算法)、把握智能化、调整无级化等优点。特殊适用于高压大容量电动机的软启动。但液阻软启动同样存在一些缺点:软启动重复性差(受温升和热容量限制)、启动能耗大、体积大、维护性差。
、磁控软启动
磁控软启动,相当于过去的定子串饱和电抗器启动。磁控磁饱和电抗器有三相沟通绕组和一个直流励磁绕组。三相沟通绕组串接在电动机三相定子绕组上,限流作用的强弱变化通过把握支流励磁电流转变铁心的磁饱和度实现的,所以叫磁控软启动。与传统的定子串电抗器启动相比,磁控软启动对限流作用的调整是静止的、无接触的、非机械式的,应用电力电子技术和计算机技术实现磁控软启动,简洁做到启动方式多样化、把握方法智能化。磁控软启动存在的缺点有:启动能耗大、运行噪声大、设备体积大。磁控软启动器适用于大容量高压电机软启动场合。
、晶闸管软启动
从降压限流的角度看,晶闸管软启动相当于过去的Y-Δ变换启动方式。启动过程启动器没有功率损耗(忽视晶闸管开关损耗)。通过计算机把握串接于电源与电动机定子绕组间的晶闸管导通角,使电动机按预设的函数关系U=,在预定的时间内完成软启动。由于U=关系简洁,很简洁实现斜波电压启动和脉冲电流加斜波电压启动。系统假如有电流负反馈及电压负反馈,还可以按电流把握启动、电压把握启动、转矩把握启动、转矩加突跳把握启动编程。在上述启动方式中,最适用最先进的启动方式应是转矩把握启动、电压把握启动、和转矩加突跳把握启动。目前的软启动器多为限电流和斜波电压启动。如“ABB”软启动器;“雷诺尔”软启动器为电压把握、转矩把握及转矩加突跳把握启动;“AB”、“施耐德”、“西门子”等公司生产的软启动器为限流启动和转矩加突变把握启动。
、三类软启动器性能比较
本文从软启动时间、启动谐波影响、启动重复性、可控方式多样性、启动装置在启动过程中的噪声、是否节能、体积、适用范围等几个方面对三类软启动器作一比较,性能综合比较见表1所示:
表1三类软启动器性能比较
类别启动时间谐波启动可重复性噪声体积可控方式多样性节能效果使用范围
晶闸管软启动器可调、快存在好无小好好小、中型电动机和大型电动机(价格不占优势)
磁控软启动器可调、较快存在较好有大较好差中、大型电动机
液阻软启动器慢没有差无大差差中、大型电动机
由此可见,晶闸管软启动器综合性能最优,代表着软启动器进展的方向。特殊是在电动机节能运行把握方面起着举足轻重的角色。
3、节能方式
电动机在运行期间,有很大的节能空间存在,特殊是轻载和一些变载负荷拖动中(如钢板冷轧机、抽油磕头机),假照实施节能把握,节电率可达5%—38%。
目前国内电机节能器的争辩格外活跃,但在产业化方面远远落后于国外公司。因此,为加快国内节能器的进展,在国家十五方案中,惦记系统节能方面的投入高达500亿元左右。
电动机节能措施很多,比如①选用高效电机,%,%。且优选高压高速鼠笼型电机。②削减所选电机的浮装容量,杜绝“大马拉小车”现象,使电机负载率始终保持在80%以上。③接受串级调速节能、变极节能、变频调速节能、变压节能等等。
目前,在上述诸多节能措施中,晶闸管软启动器应用日益广泛,在轻载和变载拖动系统中节能效果格外明显,归纳节能把握方法有如下几种:
、恒功率因数把握
电动机在满压轻载运行时,由于负载率很低,电机铜损、铁损比例增加,功率因数下降,电机有效用电率下降(电机效率下降)。在轻载时假如降低输入电压,削减电机主磁通,电机的铁心损耗及磁化电流将削减,从而电机的效率、功率因数将得到提高。为此组成功率因数闭环把握系统可以有效地进行节能把握。
(1)通过比较器,求еi=-0,△еi=еi-еi-1。其中0为给定功率因数角,为负荷功率因数角,еi为被控功率因数角实时偏差,△еi为被控功率因数角实时变化率。
(2)设调整静差为bp
(3)调整步距h=,步距移相角为αγ
(4)在еi<-bp条件下,按α(k)=α(k-1)-αγ调整,并对α(k)限幅,取αxmin=αmin。
(5)在еI>+bp条件下,按α(k)=α(k-1)+αγ调整,并对αx限幅,取αxmax=αmax,
αx=f(еi)调整曲线如图3所示。
这种把握算法的优点:①调整平缓,无阶跃冲量;②αx最小限幅在给定负荷功率因数角Φ,即永久使αx≥αmin,避开了感性负荷条件下的“半波整流现象”发生。③αx最大限幅在αmax,既起到了轻载时的节能把握,又避开了“停车现象”的发生。④没有调整参数的现场整定问题。
、间歇把握机制
有些场合。如油田活塞式抽油机,当油泵“再装率”很低时,为削减抽油机无效行程,提高电机工作效率,软启动器可接受间歇把握机制。即当检测到抽油机特轻载时,发停车令,间歇肯定时间后再重新软启动。
、非线性调压把握
对于钢板冷轧机,负载转矩在满载和空载间转换,假如电动机始终满压工作确定费电,假如降压工作,在突加负荷时极有可能造成无故障停车,或过载力量低造成铜损耗增加过载爱护动作。所以,针对这类负荷应接受非线性调压把握。
定义
定义非线性数据表kp=tabel()
依据负载变化率,按下式把握移相调压角
;当0
;当
;当
、回馈制动把握
磕头机(油田抽油机)有两个工作状态:一个是电动机驱动机械设备运动,磕头机从电网吸取电能(电表正转),另一个是释放能量(机械势能,井下负压),由机械设备带动电动机运动,是一个发电的过程(电表反转)。就是说,磕头机在相当一段时间内,要把势能变为电能回馈电网。异步机在电动工作状态,定子电流滞后电源电压U1功率因数900,从电网吸取有功功率和吸取无功功率,异步电机工作在回馈发电状态时,定子电流滞后电源电压U1功率因数>900,向电网回馈有功功率,同时从电网吸取无功功率。所以当电机工作在回馈制动状态时,定子绕组必需接在电网上,由电网担负这部分滞后性的无功电流或无功功率。假如异步电机定子绕组不接在电网上,由于得不到必需的无功功率,当然也就发不出有功功率。即当检测到功率因数角>900时,对异步电机进行全压把握,使电机从电网充分吸取无功功率,同时向电网充分回馈有功功率。利用负荷特点通过回馈制动把握策略达到节能目的。
顺便,就应用节能变频器、节能软启动器在磕头机中“不节能”的网上争辩在此谈一下作者的观点:①节能变频器和节能软启动器,节能是毋庸置疑的;②一般节能变频器、一般软启动器非通用型,对轻载负荷均有明显的节能效果;③节能变频器、节能软启动器在磕头机应用中不节能,甚至比不用节能器还费电,这种现象的确存在。但这是用户在节能器的选型上有问题,是电机工作在发电状态,节能器没能供应电机向电网吸取无功功率和回馈有功功率通道所致。
施耐德ATS46软启动器在泵站的应用
在鼠笼型三相异步电动机降压启动方式中,新型电子式软启动器渐渐取代了传统的降压启动方式,软启动器中,转矩把握技术最为先进。
    施耐德Altistart46软启动器是一种新型的力矩把握软启动装置,它在爱护加速力矩的同时,实时计算定子和转子的功率。通过检测电压和电流来计算定子和转子的功率。通过检测电压和电流来计算功率因数,并在扣除定子损耗后,得到实际的转子功率和电机力矩。
    ATS力矩把握的优点有:(1)线性速度斜坡与电机负载无关;(2)把握功率因数,削减电流冲击;(3)标准力矩斜坡,适用于变负载力矩把握,如风机水泵等;(4)恒力矩加速曲线;(5)通过键盘读取电动机的力矩值,应用便利;(6)可在力矩负载点施加减速斜坡,获得最大的线性减速斜坡;(7)不需要反馈装置,实现最佳把握。
    莱钢特殊钢厂1#连铸机泵站有2台220kW净环泵及2台110kW浊环泵,设计接受1台软启动器带2台水泵,可依次启动2台水泵。软启动结束后,用旁路接触器断开软启动器,避开功率元件长时间工作发热,当1台水泵故障时,可自动开启备用水泵,保证正常供水。由于ATS46系列软启动器供应了过流爱护、过压爱护、单项接地爱护、上下口断相爱护、三相不平衡爱护、相位颠倒爱护等措施并具有故障自诊断功能,通过操作面板上的液晶显示屏可显示功率因数、电动机温度、负载状态、电机电流等参数,还可以显示运行故障代码,,把握上接受了Momentumn系列PLC,避开了把握回路繁杂的接线,提高了设备运行的牢靠性。自投入使用至今,ATS46软启动器运行良好。
市面上出售的软启动器主要有三种不同的类型,他们分别是:有旁路型、无旁路型、节能型。
有旁路型:就是电动机达到电机的额定转速时,由旁接触器代替已经完成了的软启动器,这样可以降低晶闸管的热损耗,提高软启动器的使用寿命,提高工作的效率、避开电网的谐波污染。也可以用一台软启动器去启动多台电机。
无旁路型:电动机达到电机的额定转速时,由没有旁接