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間內,遠大于正常工作電流的一個大電流脈沖,它的幅值大于等于正常工作電流的1.5倍。在電能質量領域,沖擊電流主要集中在大功率電動機啟動瞬間,啟動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,不過電機啟動的一瞬間,由于電機定子和轉子之間相對運動的速度幾乎為0,即沒有切割磁場的運動,就不會在電路中產生反電動勢(互感電壓為0),忽略線圈自感的作用。此時,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,導致工廠用電設備停機或者損壞,造成巨大經濟損失,甚至危害生產人員的安全。
現代工礦企業的自動化程度越來越高,大大的提高了生產效率。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,對電能質量要求很高。
某大型煤礦企業,自投產以來,多次因為大型采礦機的啟動沖擊電流,造成非計劃性停產,停產時間少則幾十分鐘,多則幾天,直接和間接的經濟損失高達幾千萬元。
如何檢測沖擊電流:
使用電能質量在線監測裝置,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,沖擊電流事件開始,當半周期RMS電流低至預設的沖擊電流閾值減去用戶設定的磁滯值后,沖擊電流事件結束。每一個半周期間隔應該連續無重疊。
閾值設置:通常大于標稱電流的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
的數學算法為:
如何改進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,這樣電機在啟動過程中的啟動電流,就由過去過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電流的大小。電機啟動的全過程都不存在沖擊轉矩,而是平滑的啟動運行。這就是軟啟動。
治理沖擊電流的裝置
軟啟動器采用三相反并聯晶閘管作為調壓器,用這種電路如三相全控橋式整流電路,使用軟啟動器啟動電動機時,晶閘管的輸出電壓逐漸增加,電動機逐漸加速,直到晶閘管全導通,電動機工作在額定電壓的機械特性上,實現平滑啟動,降低啟動電流,避免啟動過流跳閘。將其接入電源和電動機定子之間。
軟啟動器(soft starter)是一種集電機軟起動、軟停車、多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置,國外稱為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,就可實現不同的功能。軟起動器和變頻器是兩種完全不同用途的產品。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改變頻率;軟起動器實際上是個調壓器,用于電機起動時,輸出只改變電壓并沒有改變頻率。變頻器具備所有軟起動器功能,但它的價格比軟起動器貴得多,結構也復雜得多。電動機軟起動器是運用串接于電源與被控電機之間的軟啟動器,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系逐漸上升,直至啟動結束,賦予電機全電壓,即為軟啟動,在軟起動過程中,電機起動轉矩逐漸增加,轉速也逐漸增加。
優點:
1.無沖擊電流
軟啟動器在起動電機時,通過逐漸增大晶閘管導通角,使電機起動電流從零線性上升至設定值。對電機無沖擊,提高了供電可靠性,平穩起動,減少對負載機械的沖擊轉矩,延長機器使用壽命。
2.有軟停車功能
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.起動參數可調
根據負載情況及電網繼電保護特性選擇,可自由地無級調整至最佳的起動電流。