汽車行業(yè)涂裝車間為用電大戶，年產(chǎn)15萬輛的涂裝車間設(shè)備總功率約計(jì)在10000kw左右，其中超過70%的用電設(shè)備為風(fēng)機(jī)和水泵。因此，了解風(fēng)機(jī)和水泵所配備電機(jī)的啟動方式至關(guān)重要。選用與電機(jī)功率相匹配的啟動方式，可減少電機(jī)啟動時(shí)對電網(wǎng)的沖擊，節(jié)省啟動控制設(shè)備，降低投資。

一、涂裝車間電機(jī)常用啟動方式

涂裝車間電機(jī)通常采用直接啟動、星三角啟動、軟啟動、變頻啟動四種方式，各種啟動方式介紹如下。

1.1 直接啟動

直接啟動就是將電機(jī)線直接接入電控柜內(nèi)接觸器，總線模塊通過控制接觸器的通斷，從而控制電機(jī)啟動。優(yōu)勢是所需設(shè)備少，啟動方式簡單，成本低。電機(jī)直接啟動的電流是正常運(yùn)行的5倍左右，理論上來說，只要向電機(jī)提供電源的線路和變壓器容量大于電機(jī)容量的5倍，都可以采用直接啟動方式。這對于小容量的電機(jī)容易實(shí)現(xiàn)，所以小容量的電機(jī)絕大部分都是采用直接啟動方式。

1.2 星三角啟動

星三角降壓啟動是在電控柜內(nèi)配置星三角啟動器，總線模塊通過控制繼電器線圈的通斷，實(shí)現(xiàn)星三角控制回路的通斷。電機(jī)接線既接入啟動器的星形回路，也接入三角形回路。當(dāng)電機(jī)啟動時(shí)，星形回路閉合，每相繞組上的供電電壓為相電壓，啟動電流是三角形接法啟動時(shí)的1/3。短時(shí)間運(yùn)行15-20秒，待電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，三角形回路閉合，每相繞組的供電電壓為線電壓，完成電機(jī)啟動。采用這種方式啟動，每相定子繞組降低到電源電壓的，啟動電流為直接啟動時(shí)的1/3，啟動轉(zhuǎn)矩為直接啟動時(shí)的1/3。

1.3 軟啟動

電機(jī)軟啟主要通過軟啟動器實(shí)現(xiàn)。軟啟動器是一種集電機(jī)軟啟動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的電機(jī)控制裝置，它采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器，將其接入電源和電機(jī)定子之間。使用軟啟動器啟動電機(jī)時(shí)，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電機(jī)逐漸加速，直到晶閘管全導(dǎo)通，電機(jī)工作在額定電壓的機(jī)械特性上，實(shí)現(xiàn)平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。待電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，啟動過程結(jié)束，軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管，為電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啟動器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網(wǎng)避免了諧波污染。軟啟動器同時(shí)還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動過程相反，電壓逐漸降低，轉(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。

1.4 變頻啟動

變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)變速運(yùn)行的設(shè)備，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆成交流電。變頻器能同時(shí)改變輸出電流和頻率，在啟動過程中，電流和頻率不斷增大，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)設(shè)的運(yùn)行功率，因此變頻器可以使電機(jī)以較小的啟動電流，獲得較大的啟動轉(zhuǎn)矩，即變頻器可以啟動重載負(fù)荷。在使用過程中，應(yīng)根據(jù)電機(jī)使用工況設(shè)置啟動時(shí)間和運(yùn)行頻率。

二、涂裝車間電機(jī)啟動方式分類

涂裝車間風(fēng)機(jī)和水泵的電機(jī)按照功率大小對啟動方式進(jìn)行簡單分類：30KW以下設(shè)備采用直接啟動控制方式，30KW（含）—45KW（含）之間設(shè)備采用星三角控制方式，45KW以上設(shè)備采用軟啟動器控制方式。有特殊工藝要求的電機(jī)采用變頻啟動，比如噴漆系統(tǒng)的送排風(fēng)機(jī)和輸送系統(tǒng)的升降機(jī)、移行機(jī)和移栽機(jī)等所配備的電機(jī)。

三、各種啟動方式的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1  直接啟動的優(yōu)缺點(diǎn)

1)啟動時(shí)會出現(xiàn)電流過大的現(xiàn)象，產(chǎn)生較大電壓降，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓嚴(yán)重波動，并對電網(wǎng)上其他設(shè)備有一定的不良影響；同時(shí)過大的電流還會導(dǎo)致其嚴(yán)重影響電機(jī)及相關(guān)設(shè)備的使用壽命。

2)電機(jī)啟動的時(shí)候會產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩。在一定程度和范圍來說，相對較大轉(zhuǎn)矩會讓啟動的過程較為容易，但也有較多的弊端，如傳動精度降低、電機(jī)齒輪磨損較為嚴(yán)重，最終會導(dǎo)致電機(jī)工作不正常等。

3)對于變壓器的容量有較高要求，所以企業(yè)必須增加投資，從而會導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益降低。

3.2 星三角啟動的優(yōu)缺點(diǎn)

1)優(yōu)點(diǎn)是采用星三角啟動方式時(shí)，啟動轉(zhuǎn)矩小，啟動電流降低，對電網(wǎng)的沖擊減輕。因此，同任何別的減壓啟動器相比較，星三角啟動器結(jié)構(gòu)最簡單，價(jià)格也最便宜。除此之外，星三角啟動方式還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即當(dāng)負(fù)載較輕時(shí)，可以讓電動機(jī)在星形接法下運(yùn)行，此時(shí)，額定轉(zhuǎn)矩與負(fù)載可以匹配，這樣能使電機(jī)的效率有所提高，且節(jié)約了電力消耗。

2)缺點(diǎn)是星三角啟動轉(zhuǎn)矩小，是額定轉(zhuǎn)矩的1/3，所以僅適用于無載或者輕載啟動的場合，并且此種啟動方式有一個(gè)線圈電壓切換的過程，在整個(gè)啟動過程中會出現(xiàn)兩次較大電流沖擊現(xiàn)象，因此設(shè)備在使用的過程中發(fā)生故障的幾率較大，必須經(jīng)常維護(hù)，一般不適合用在頻繁啟動的關(guān)鍵設(shè)備上。

3.3  軟啟動的優(yōu)缺點(diǎn)

1)軟啟動器在啟動電機(jī)時(shí)，通過逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角，使電機(jī)啟動電流從零線性上升至設(shè)定值。啟動電流小，對電網(wǎng)無沖擊電流，減小負(fù)載的機(jī)械沖擊。

2)啟動電壓上升斜率和啟動時(shí)間均可調(diào)，保證了啟動過程的平穩(wěn)性。

3)軟啟動只起到降低起動電流的作用，起動結(jié)束后和電源直通一樣，不能提高功率因數(shù)。

3.4 變頻啟動的優(yōu)缺點(diǎn)

1)變頻器很容易調(diào)整電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)；

2)加、減速時(shí)間及頻率可任意調(diào)節(jié)；

3)可進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)行平穩(wěn)；

4)采用變頻調(diào)速，可節(jié)省用電量，特別是風(fēng)機(jī)和水泵。因?yàn)轱L(fēng)機(jī)水泵的耗用功率與轉(zhuǎn)速的三次方程正比，當(dāng)用戶需要的風(fēng)量和水量較小時(shí)，利用變頻器將風(fēng)機(jī)和水泵的轉(zhuǎn)速調(diào)低，節(jié)能效果非常明顯。對涂裝車間來說，低產(chǎn)能模式或部分設(shè)備運(yùn)行模式，相關(guān)設(shè)備均可采用變頻器控制，達(dá)到節(jié)能的目的；

5)變頻器本身包含軟啟動功能，還有調(diào)速功能，所以變頻器可以代替軟啟，但價(jià)格較高。因此在使用過程中，如果電機(jī)對啟動過程要求不高，運(yùn)行中也不需要調(diào)速，可以選擇軟啟動器。

四、選用啟動方式對投資影響的比較

直接啟動節(jié)省了電機(jī)啟動控制元件，但對于變壓器的容量要求較高，所以選用此擇此種方式前，需綜合考慮，將節(jié)省的費(fèi)用與變壓器容量增加費(fèi)用相比，投資降低情況下可以采用。如果小功率直接啟動電機(jī)較多，可將此類設(shè)備順序啟動，選擇合適的的啟動間隔，可一定程度緩解對變壓器容量的高峰值要求。星三角啟動與直接啟動相比，雖然增加了啟動控制元件，但價(jià)格成本不高，對變壓器也無額外要求，從投資方面來說費(fèi)用較省。需要注意的是，后期維護(hù)成本較高，企業(yè)應(yīng)對比選用。變頻啟動方式比軟啟動功能全，但費(fèi)用較高，可根據(jù)設(shè)備功能需求選用啟動控制元件。如果風(fēng)機(jī)或者水泵存在調(diào)速使用的工況，那么選用變頻器雖然一次投資較高，但可節(jié)省運(yùn)營成本，建議優(yōu)先選用變頻器。

五、結(jié)語

近年來涂裝生產(chǎn)的投資更加有計(jì)劃性，對不同的設(shè)備根據(jù)功能提出不同的要求，一方面在有限的投資情況下能選用較優(yōu)的設(shè)備，另一方面可以讓設(shè)備發(fā)揮最佳性能。對于設(shè)備后期的運(yùn)行費(fèi)用，企業(yè)則更傾向于根據(jù)產(chǎn)能的大小來有選擇使用，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。因此，對涂裝車間這個(gè)用電大戶來說，前期投資和后期運(yùn)行維護(hù)成本需統(tǒng)籌考慮，風(fēng)機(jī)和水泵電機(jī)選用合適的啟動方式，既有利于保證生產(chǎn)安全穩(wěn)定，也有利節(jié)省投資和運(yùn)營，能真正為企業(yè)帶來收益。

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