所謂沖擊直流
什么叫做沖擊電流:
沖擊電流是指那些在短時(shí)間內,遠大于正常工作電流的一個(gè)大電流脈沖,它的幅值大于等于正常工作電流的1.5倍。在電能質(zhì)量領(lǐng)域,沖擊電流主要集中在大功率電動(dòng)機啟動(dòng)瞬間,啟動(dòng)電流是額定運行電流的12倍,老式電機一般為5倍左右。我們都知道,電感具有阻止電流變化的作用,能夠瞬間承受較大的電壓,因此感性負載是有助于穩定電流的。電機也是一種感性負載,不過(guò)電機啟動(dòng)的一瞬間,由于電機定子和轉子之間相對運動(dòng)的速度幾乎為0,即沒(méi)有切割磁場(chǎng)的運動(dòng),就不會(huì )在電路中產(chǎn)生反電動(dòng)勢(互感電壓為0),忽略線(xiàn)圈自感的作用。此時(shí),幾乎所有的電壓都加在了電路的電阻上,由于電阻很小,因此電流很大。
沖擊電流的危害:
由于電機啟動(dòng)瞬間的沖擊電流,可能導致電壓暫降,或引起斷路器跳閘,導致工廠(chǎng)用電設備停機或者損壞,造成巨大經(jīng)濟損失,甚至危害生產(chǎn)人員的安全。
現代工礦企業(yè)的自動(dòng)化程度越來(lái)越高,大大的提高了生產(chǎn)效率。但是由于使用了大量的大功率電機,變頻器,機器人以及配套的控制與通訊裝置,對電能質(zhì)量要求很高。
某大型煤礦企業(yè),自投產(chǎn)以來(lái),多次因為大型采礦機的啟動(dòng)沖擊電流,造成非計劃性停產(chǎn),停產(chǎn)時(shí)間少則幾十分鐘,多則幾天,直接和間接的經(jīng)濟損失高達幾千萬(wàn)元。
如何檢測沖擊電流:
使用電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置,可以捕捉所有電壓電流通道的波形,分析干擾源。諧波分量超標、畸變率超標、電壓有效值超標、短路故障等均可啟動(dòng)電壓電流波形與故障錄波記錄,從而捕捉電壓電流波形細微的變化。
沖擊電流的數學(xué)分析方法:
分析沖擊電流,IEC61000-4-30(A.6.2)定義了半周期方均根值:
:在每半個(gè)周期內測量的RMS電流。
當半周期RMS電流高達預設的沖擊電流閾值時(shí),沖擊電流事件開(kāi)始,當半周期RMS電流低至預設的沖擊電流閾值減去用戶(hù)設定的磁滯值后,沖擊電流事件結束。每一個(gè)半周期間隔應該連續無(wú)重疊。
閾值設置:通常大于標稱(chēng)電流的120%。
沖擊電流記錄:半周期RMS值趨勢圖,如下圖所示。
半周期方均根值電流
的數學(xué)算法為:
如何改進(jìn)沖擊電流避免其危害:
治理沖擊電流的原理
電壓由零慢慢提升到額定電壓,這樣電機在啟動(dòng)過(guò)程中的啟動(dòng)電流,就由過(guò)去過(guò)載沖擊電流不可控制變成為可控制。并且可根據需要調節啟動(dòng)電流的大小。電機啟動(dòng)的全過(guò)程都不存在沖擊轉矩,而是平滑的啟動(dòng)運行。這就是軟啟動(dòng)。
治理沖擊電流的裝置
軟啟動(dòng)器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調壓器,用這種電路如三相全控橋式整流電路,使用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)電動(dòng)機時(shí),晶閘管的輸出電壓逐漸增加,電動(dòng)機逐漸加速,直到晶閘管全導通,電動(dòng)機工作在額定電壓的機械特性上,實(shí)現平滑啟動(dòng),降低啟動(dòng)電流,避免啟動(dòng)過(guò)流跳閘。將其接入電源和電動(dòng)機定子之間。
軟啟動(dòng)器(soft starter)是一種集電機軟起動(dòng)、軟停車(chē)、多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置,國外稱(chēng)為Soft Starter。它的主要構成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯(lián)晶閘管及其電子控制電路。運用不同的方法,控制三相反并聯(lián)晶閘管的導通角,使被控電機的輸入電壓按不同的要求而變化,就可實(shí)現不同的功能。軟起動(dòng)器和變頻器是兩種完全不同用途的產(chǎn)品。變頻器是用于需要調速的地方,其輸出不但改變電壓而且同時(shí)改變頻率;軟起動(dòng)器實(shí)際上是個(gè)調壓器,用于電機起動(dòng)時(shí),輸出只改變電壓并沒(méi)有改變頻率。變頻器具備所有軟起動(dòng)器功能,但它的價(jià)格比軟起動(dòng)器貴得多,結構也復雜得多。電動(dòng)機軟起動(dòng)器是運用串接于電源與被控電機之間的軟啟動(dòng)器,控制其內部晶閘管的導通角,使電機輸入電壓從零以預設函數關(guān)系逐漸上升,直至啟動(dòng)結束,賦予電機全電壓,即為軟啟動(dòng),在軟起動(dòng)過(guò)程中,電機起動(dòng)轉矩逐漸增加,轉速也逐漸增加。
優(yōu)點(diǎn):
1.無(wú)沖擊電流
軟啟動(dòng)器在起動(dòng)電機時(shí),通過(guò)逐漸增大晶閘管導通角,使電機起動(dòng)電流從零線(xiàn)性上升至設定值。對電機無(wú)沖擊,提高了供電可靠性,平穩起動(dòng),減少對負載機械的沖擊轉矩,延長(cháng)機器使用壽命。
2.有軟停車(chē)功能
即平滑減速,逐漸停機,它可以克服瞬間斷電停機的弊病,減輕對重載機械的沖擊,避免高程供水系統的水錘效應,減少設備損壞。
3.起動(dòng)參數可調
根據負載情況及電網(wǎng)繼電保護特性選擇,可自由地無(wú)級調整至最佳的起動(dòng)電流。