磁控電抗器原理

磁控電抗器MCR通過(guò)電壓調(diào)整，減少波動(dòng)，濾除無(wú)功沖擊，提高輸送電能的品質(zhì)。并通過(guò)阻尼電壓振蕩，提高系統(tǒng)的靜穩(wěn)極限，允許更高的電壓傳輸。在技術(shù)、價(jià)格和使用維護(hù)方面MCR與TCR、固定電容器、SVC、同步補(bǔ)償器等補(bǔ)償裝置相比具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
2.1電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)的定義運(yùn)用串接于電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)之間的、導(dǎo)通能力可控的軟起動(dòng)裝置，令電動(dòng)機(jī)以小于其堵轉(zhuǎn)值的電流使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速平緩上升，直至起動(dòng)完成再投全電壓，即為軟起動(dòng)。軟起動(dòng)可減小電動(dòng)機(jī)硬起動(dòng)（即直接起動(dòng)）引起的電網(wǎng)電壓降，不妨礙共網(wǎng)其它電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，可減小電動(dòng)機(jī)的沖擊電流，避免它所造成的電動(dòng)機(jī)過(guò)大的局部溫升，從而延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)壽命，可減少電磁干擾，確保周邊電氣儀表的正常運(yùn)行，可減小機(jī)械沖力，減緩對(duì)所驅(qū)動(dòng)的機(jī)械設(shè)備（軸、嚙合齒輪等）的沖擊。

2.2我公司選用磁控軟起動(dòng)裝置的原因當(dāng)前可采用的軟起動(dòng)裝置主要類(lèi)型是：變頻器軟起動(dòng)、晶閘管軟起動(dòng)、磁控軟起動(dòng)和液阻軟起動(dòng)。我們對(duì)磁控軟起動(dòng)裝置的比較特點(diǎn)作了如下的分析：

2.2.1與高壓變頻器軟起動(dòng)裝置比較：變頻器起動(dòng)高壓電動(dòng)機(jī)是目前最理想的起動(dòng)裝置，它性能優(yōu)越且參數(shù)設(shè)置方便，但變頻器一般用于調(diào)速，若僅作為起動(dòng)裝置，其優(yōu)越性無(wú)法充分體現(xiàn)。與之相比，磁控軟起動(dòng)裝置價(jià)格便宜（約為高壓變頻器軟起動(dòng)裝置價(jià)格的1/4～1/8），性?xún)r(jià)比高，可實(shí)施性好。

2.2.2與液體電阻軟起動(dòng)裝置比較：液體電阻軟起動(dòng)裝置具有不產(chǎn)生高次諧波，價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)，但其裝置的體積大，且需定期給液箱補(bǔ)水，給極板作清潔處理，起動(dòng)重復(fù)性差。與之相比，磁控軟起動(dòng)裝置體積小、維護(hù)方便、性能穩(wěn)定，而且價(jià)格上也不相上下。

2.2.3與晶閘管軟起動(dòng)裝置比較：晶閘管軟起動(dòng)裝置具有起動(dòng)平穩(wěn)、體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，起動(dòng)重復(fù)性好，保護(hù)周全等優(yōu)點(diǎn)，但是晶閘管高壓產(chǎn)品的價(jià)格太高、引起的高次諧波較嚴(yán)重。磁控軟起動(dòng)裝置具有其所具有的幾乎全部功能，但價(jià)格便宜、高次諧波污染不嚴(yán)重。我們認(rèn)為，磁控軟起動(dòng)的性?xún)r(jià)比占優(yōu)。而且，當(dāng)時(shí)天津市先導(dǎo)倍爾電氣有限公司在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有40多臺(tái)的業(yè)績(jī)。所以，我們?cè)?004年決定選用該公司生產(chǎn)的磁控軟起動(dòng)系列產(chǎn)品。 3

、 磁控軟起動(dòng)裝置簡(jiǎn)介

3.1工作原理磁控軟起動(dòng)是從電抗器軟起動(dòng)衍生出來(lái)的，用電抗器串在電動(dòng)機(jī)定子側(cè)實(shí)現(xiàn)降壓是兩者的共同點(diǎn)，磁控軟起動(dòng)的主要特點(diǎn)是用飽和電抗器取代電抗器。在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)反饋?zhàn)詣?dòng)控制電抗器鐵芯的飽和程度，調(diào)節(jié)交流繞組的電抗，實(shí)現(xiàn)電機(jī)恒流軟起動(dòng)。

3.2裝置構(gòu)成磁控軟起動(dòng)裝置包括飽和電抗器和勵(lì)磁2部分。飽和電抗器由鐵芯和繞組組成，繞組分為交流繞組和直流勵(lì)磁繞組。直流勵(lì)磁主回路是三相全控橋整流電路，調(diào)節(jié)器由西門(mén)子公司的PLC（可編程控制器）S7-224及先導(dǎo)公司生產(chǎn)的脈沖放大板組成。

3. 3技術(shù)特點(diǎn)

1）起動(dòng)平滑通過(guò)閉環(huán)控制，使電機(jī)恒流，起動(dòng)平滑，減小了電網(wǎng)壓降，大大減小了對(duì)壓縮機(jī)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊，起動(dòng)完成后短接已經(jīng)充分飽和了的飽和電抗器，幾乎不引起二次沖擊電流。

2）起動(dòng)參數(shù)便于調(diào)整控制的核心部分為S7-224，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，設(shè)定靈活。通過(guò)簡(jiǎn)易的參數(shù)設(shè)定，可使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流倍數(shù)在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。

3）具有全數(shù)字的特點(diǎn)有人機(jī)界面，可設(shè)定起動(dòng)參數(shù)并有顯示和記錄事件的功能。

4）起動(dòng)重復(fù)性好起動(dòng)時(shí)間曲線不受起動(dòng)次數(shù)和季候影響，熱態(tài)、冷態(tài)的起動(dòng)時(shí)間基本一致。

5）仿真準(zhǔn)確軟起動(dòng)裝置供應(yīng)方能夠針對(duì)每臺(tái)軟起動(dòng)的個(gè)例，提供具有相當(dāng)準(zhǔn)確性的軟起動(dòng)仿真。

4、磁控軟起動(dòng)在本公司16000m3/h空壓機(jī)組上的運(yùn)用

4.1空壓機(jī)、氧壓機(jī)、氮壓機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)（表1）空分設(shè)備 電機(jī)類(lèi)型 電機(jī)型號(hào) 容量（KW） 電壓 （KV） 電流（A） 轉(zhuǎn)速（r/min） 功率因數(shù)空壓機(jī) 同步機(jī) T8100-2/1500 8100 6 887 1500 0.9 氧壓機(jī) 異步機(jī) YKOS3700-2 3700 6 408 2985 0.907 氮壓機(jī) 異步機(jī) YK3400-2 3400 6 373 2986 0.911 表1 空壓機(jī)、氧壓機(jī)、氮壓機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)表

4.2 磁控軟起動(dòng)裝置的參數(shù)設(shè)置及實(shí)際運(yùn)行情況 空壓機(jī)、氧壓機(jī)、氮壓機(jī)軟起動(dòng)我們都選擇了RQD-D7型磁控軟起動(dòng)裝置。在我們的配合下，以上3臺(tái)裝置已于2005年2～3月先后投入運(yùn)行?？諌簷C(jī)、氧壓機(jī)、氮壓機(jī)軟起動(dòng)的參數(shù)設(shè)定和投運(yùn)情況見(jiàn)表2。 空壓機(jī)組 8100KW空壓機(jī) 3700KW氧壓機(jī) 3400KW氮壓機(jī)設(shè)定 起動(dòng)倍數(shù) 2.3 3.2 3.6 運(yùn)行實(shí)際 直流電流 300A以?xún)?nèi) 280A以?xún)?nèi) 285A以?xún)?nèi) 起動(dòng)倍數(shù) 2.4 3.2 3.62 起動(dòng)時(shí)間(s) 27 26 27 電網(wǎng)壓降 10.9% 8.9% 9.1% 表2 空壓機(jī)、氧壓機(jī)、氮壓機(jī)軟起動(dòng)的參數(shù)設(shè)定和投運(yùn)情況表

4.3磁控軟起動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)：

4.3.1磁控軟起動(dòng)一次起動(dòng)成功率較高，性能穩(wěn)定，操作維護(hù)方便，就我們公司的情況來(lái)看成功率為100％，沒(méi)出現(xiàn)過(guò)因軟起動(dòng)裝置本身問(wèn)題起動(dòng)不成功的問(wèn)題。

4.3.2在軟起動(dòng)裝置里，飽和電抗器起高、低壓隔離和功率放大的雙重作用，與晶閘管軟起動(dòng)裝置比較，具有安全性高，成本低的特點(diǎn)。

4.3.3應(yīng)用PLC，實(shí)現(xiàn)對(duì)磁飽和電抗器的閉環(huán)控制，使起動(dòng)電流平穩(wěn)，起動(dòng)電流大小可以根據(jù)電網(wǎng)情況靈活設(shè)置，并具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能。

4.3.4成功地將飽和電抗器合為一個(gè)空氣自然冷卻的整體，共用一個(gè)直流勵(lì)磁繞組，很好地解決了線圈之間的兼容和配合問(wèn)題，裝置中的所有電柜都能夠安裝在主電室內(nèi)。

4.3.5軟起動(dòng)方式是3倍左右額定的恒流軟起動(dòng)，軟起動(dòng)時(shí)間為20~30秒，軟起動(dòng)重復(fù)性好，完全滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求。

4.4 暴露出的缺點(diǎn)和問(wèn)題：

4.4.1 起動(dòng)時(shí)裝置中的飽和電抗器會(huì)發(fā)出一定的噪音。

4.4.2 為氮壓機(jī)軟起動(dòng)配套的旁路真空斷路器性能欠佳，出現(xiàn)過(guò)合不上、突然斷開(kāi)的情況，影響整個(gè)軟起動(dòng)裝置的可靠性。 電抗器相關(guān)文章:電抗器原理