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多級泵的軟啟動電控設(shè)備分析以及壓力差與管道阻力的不同之處
點擊：763 日期：2021-09-04
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多級泵的軟啟動電控設(shè)備
隨著電力電子器件參數(shù)性能的提高，使用電力電子器件構(gòu)成的軟啟動電控設(shè)備的故障率大大降低，甚至比傳統(tǒng)的電控設(shè)備故障率還低，基本做到了免維護運行。因此，軟啟動電控設(shè)備已經(jīng)成為大中型電動機啟動的主流設(shè)備。在電網(wǎng)容量小、電動機功率較大時或需要軟啟動的大型多級泵，應(yīng)首選軟啟動電控設(shè)備。
1、工作原理
大型多級泵的軟啟動器控制是將電力電子器件，與自動控制技術(shù)相結(jié)合的設(shè)備，主電路用三組反向并聯(lián)可控硅串接于供電電源與被控電動機之間。軟啟動器的主電路如圖4-4-1所示，設(shè)備啟動時，由電子控制電路控制可控硅的導(dǎo)通角，使加在電動機端的電壓由低到高逐漸升高，電動機轉(zhuǎn)速隨之逐漸升高,直至達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)電動機的軟啟動。設(shè)備停機時,則控制可控硅的關(guān)斷速度，使電動機的端電壓由全電壓逐漸下降至零，實現(xiàn)軟停車。
2.軟啟動的優(yōu)點
異步電動機在直接啟動時,若施加額定電壓,啟動電流將達(dá)到(5-7)Ie,這樣大的電流將會給供電系統(tǒng)造成很大沖擊。所以,除了小容量電動機外,一般都采取不同啟動方式以降低電動機的啟動電流,傳統(tǒng)的方式有Y-△啟動、串電抗器啟動、自耦變壓器啟動、延邊三角形啟動等。在電動機啟動的過程中，傳統(tǒng)的方式都有一個線圈電壓切換的過程,因而對電網(wǎng)存在“二次沖擊”,軟啟動設(shè)備控制則不存在該現(xiàn)象。常見啟動方式電流曲線如圖4-4-2所示。
3.軟啟動的類型
(1)啟動時,電流以一定的斜率上升至設(shè)定值,其后維持恒定,直至啟動結(jié)束。適應(yīng)于絕大多數(shù)應(yīng)用場合。
(2)這種啟動的特點是電流上升速率緩慢,di/dt變化率小。適應(yīng)于對電動機轉(zhuǎn)矩、速度變化敏感的場合,如小張力繞線機構(gòu)。
(3)啟動時,使啟動電流以一定斜率不斷上升,直至啟動完畢,期間對啟動電流不加任何限制。適應(yīng)場合為重載啟動。
(4)啟動一開始在極短的時向里,使晶閘管接近于全導(dǎo)通,然后恢復(fù)至極小導(dǎo)通角,進(jìn)行正常的恒流軟啟動。適應(yīng)于啟動時靜摩擦力矩較大的場合。
4.停車
停機時,控制晶閘管導(dǎo)通角以一定的斜率減小,使電動機端電壓逐漸下降至零,減緩了電動機停車時對機械負(fù)載的沖擊,下降斜率無級可調(diào)特性曲線如圖4-4-5所示,還可根據(jù)需要引入電流負(fù)反饋。目前比較常見的軟停車時間范圍在0-60s之間。
多級泵管道上某一點接一個壓力表，所測得的讀數(shù)就是那一點的壓力。在水流動的時候，管道上的壓力是沿著水流的方向逐漸變小的。例如，在多級泵的Dg150出水管上壓力是2kg/㎡，但到距這點200米遠(yuǎn)的地方壓力，可能下降成1.5kg/㎡。這2-1.5=0.5kg/㎡就是兩點間的壓力差。這個壓力差相當(dāng)于5米水柱，所以，把5米水柱的壓力也就說成5米水頭。
這5米水柱到哪里去了呢？因為，水在這200米管道里流動的過程中，水與管壁的摩擦以及水域水之間的摩擦而消耗掉了。所以，水力學(xué)把這5米水柱的壓力差叫做水頭損失。它反映了長200米管道的阻力，或者說，在長200米的Dg150管道的水流過程中，由于管道的阻力，產(chǎn)生了5米的水頭損失。管道的阻力和壓力差(或水頭損失)在數(shù)值大小上是相等的，但管道阻力指的是本質(zhì)的東西，壓力差指的是阻力所產(chǎn)生的現(xiàn)象。由于管道阻力只能通過壓力差才能測出來，所以說，壓力差與流速的關(guān)系，實際是指管道阻力與流速的關(guān)系。也就是說，必須知道一段管道兩頭的壓力差和這段管道的長度，才能算出管子每1米的阻力和這段管道里的流速來。
必須指出，決定流速是多級泵管道兩點間的壓力差，而不是某一處的壓力大小。因此，如果壓力差不變(也就是管道的阻力不變)，流速也就不變。如上例，這段長200米的Dg150管道兩頭的壓力，如果分別換成41.5kg/㎡及3.51.5kg/㎡或者101.5kg/㎡及9.51.5kg/㎡，由于壓力差仍然是0.51.5kg/㎡，所以管子里的流速也就保持不變。至于21.5kg/㎡、41.5kg/㎡及1.5kg/㎡這些壓力本身所引起的差異。
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