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晶闸管在高压软起动中的选型及应用

日期:2014年11月17日 09:10

  随着国民经济的高速发展,高压电动机的数量不断增加。由于大电机直接起动时的电流为额定电流的5~7倍,而启动转矩只有额定转矩的0.4~1.6倍。它在电网条件(电机启动时的电网压降小于10%)和工艺条件(启动转矩满足)允许的情况下,可以直接启动。但过大的启动电流、过小的启动转矩和过长的启动时间给电机和电网造成了极大的危害。常导致电网电压、谐波电压波动的增大,以至前级跳闸,大大地增加了电网的负担及电网污染,严重影响电网的安全运行。同时,也对自身造成了很大伤害。因此,必须在电源和电机之间串入软起动器来解决这些问题。
  晶闸管电机软起动器的出现,很好的解决了以上问题,它弥补了传统软起动器的各种不足,很好地降低了电机的起动电流,降低了配电容量,延长了电机及相关设备的使用寿命。起动参数可视负载调整,易于维护。
  1、晶闸管电机软起动器工作原理调节电压。
  晶闸管移相式软起动器是改变正弦交流电压的波形,使之变为非正弦脉冲式交流电,通过调节其占空比,如图2所示。
  注释:
  (1)α:控制角。指触发脉冲的加入时间。
  (2)q:导通角。每半个周期晶闸管导通角度。控制角越大,导通角越小,它们的和为定值α+q=p。它改变交流电的平均电压,其平均电压是可控的、平滑变化的。
  2、晶闸管的选型
  晶闸管是电机软起动器中最关键的功率器件,整机装置是否工作可靠与正确选择晶闸管额定电流、额定电压等参数有很大的关系。选型的原则应该首先考虑工作可靠性,即电流、电压必须有足够的余量倍数。其次应考虑经济性即性价比,最后应考虑安装美观、体积尽量减小等。
  对于6kv、10kv的高压电机,由于电压高,所以需要将晶闸管反并联后再串联起来。6kv每相需要6只晶闸管(2只反并联后,3组串联),10kv每相需要10只晶闸管(2只反并联后,5组串联)。这样对于每只晶闸管来说所承受的电压约为2000v,所以所选择的晶闸管的正反向不重复额定电压vdsm、vrsm应为6500v以上。
  对晶闸管额定电流的选择,必须考虑电机的额定工作电流。一般来说,晶闸管的电流应是电机额定电流的3~4倍。
  在晶闸管高压电机软起动装置中,采用2个独立晶闸管器件反并联组成的交流相控调压,正负半周各对应1个晶闸管工作,因此对2个反并联器件参数的一致性要求较高。包括晶闸管触发参数,维持电流参数等也都尽量要求挑选一致。尽量让正负半波对称,否则会有直流成分电流流过电机。由于电机为绕组负载为电感性的,因此过高的直流份量会使得电机定子发热严重,甚至会烧毁电机绕组,从而使电机报废。

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