摘要：根据通风机组启动特征，分析了几种电机的启动方式，及各自启动方式的特点、使用范围等；介绍了通风机组在启动过程中失败的原因，并给出了几种解决方案。
关键词：通风机组；启动方式；启动故障；解决方案
1.前言
通风机组的启动与普通电机不同，它有独特的特点，如启动电流过大、启动时间长、启动转矩大、启动惯性大等特点，造就了在一定的功率段不能利用启动普通电机的方式来启动通风机组。在实际调试中，通风机组会有风机质量、电机质量、配电系统等诸多故障问题，本文着重分析启动电流过大、启动时间长引起的机组启动不了的故障，并给出几种解决方案。
2.启动方式
2.1 直接起动
直接起动是最简单、最经济的启动方式，操作控制简单、维护简单，可以启动重载的转矩大的通风机组，但是，由于启动电流大，对电网的冲击剧烈，一般被电网系统限制其容量，即一般直接启动常用于功率较小的通风机组。
2.2 降压启动
降压启动最常用的方式是自耦变压器启动，启动电流小，一般为电机额定电流的4倍，对电网的冲击小，适用于不同负载的启动，启动转矩也较大，启动装置投资不大，但是控制线路复杂，易出故障，并且难于排查。
2.3 星三角启动
星三角启动控制原理简单、经济使用性强，原理即为电机启动时，定子绕组接线为星形，启动结束后切换为三角形，启动电流小，一般为额定电流的2~2.5倍，对电网的冲击较小，但是启动转矩也较小，为直接启动的1/3，较适用于无载或轻载的情况下，不合适使用重载情况下通风机的启动。
2.4 软启动
软启动可以使电机启动电压以恒定的斜率平稳的上升，启动电流小，对电网的冲击也小，对风机的机械冲击也较小，运行可靠性高、维护量较小，参数设置简单方便。但是在启动时会产生谐波，对电网造成污染，并且在启动过程中，只改变电压，不改变频率，启动转矩与电压二次方成正比，因此，启动转矩较小，不适合重载启动的通风机。另外，软启动器一次性投资较大。
2.5 变频启动
变频启动是利用交-直-交转换方式，先把工频交流电源转换为直流电源，再把直流电源转换成频率、电压均可控的交流电源，提供给通风机组。变频启动可使风机启动平稳，对电网和风机的冲击小，节能，可以使低的启动电流，同时也可使电机启动转矩达到最大，可以重载启动。但是变频器价格昂贵，一次性投入多，如果使用环境恶劣，会造成变频器故障率高，维护成本大。
3.调试启动故障及解决方案
由于通风机组启动有其自身特性，因此就会有普通电机启动所没有的故障现象。通风机组启动失败有多种原因，但是启动参数设置、启动控制电路不合理等原因引起的启动失败，是所占比例最大的，而由于过载、启动时间长是引起的热继电器跳闸主要原因。以下几种方式能够有效解决因启动时间过长而启动失败的现场。
3.1 方案一：合理选择热继电器
根据通风机启动转矩大、启动时间长，选择合适的热继电器是保证通风机正常运行、保护电机的前提。当遇到启动时间较长时，通常采用的就是将热元件整定电流调节到电动机额定电流的1.1~1.15倍，但有时仍然会启动失败，如果再增加整定电流，通风机电机就会得不到保护，因此需从整定时间方面考虑。以一例说明，某一厂家37KW通风机组直接启动，额定电流73.2A，按照1.1~1.15倍额定电流选择，10级热继电器83A，启动最大电流为额定电流7.2倍，启动失败，经咨询通风机厂家得知该通风机组通常启动需要17S左右，经分析选择更换热继电器最为经济，因此选取20级热继电器83A，20级脱扣曲线如下图1所示，结果启动成功。
图1 热继电器脱扣曲线图
3.2 方案二：增加时间继电器，热继电器串入互感器二次回路
修改回路，加入时间继电器KT进行调整，热继电器KR串入二次回路中，并新增中间继电器，其触点并入热继电器回路，如图2所示。
此种原理即为：启动按钮STR，KM线圈通电，自保持常开触点KM闭合，主回路通电。同时，时间继电器KT线圈通电并自锁，中间继电器KA线圈通电，互感器二次回路中KA三个常开触点闭合，热继电器KR回路被短路，电动机启动成功。电机启动成功后，时间继电器闭锁触点解开，中间继电器KA断电，三个常开触点打开，热继电器通电，在电机运行时，热继电器投入过载保护状态中。
图2 电机启动回路修改原理图a
此种方案，可以使用于手动启动电机和自动启动电机。时间继电器时间设置可根据组合风机启动时间的大小设置。电流互感器要注意磁饱和问题。
3.3 方案三：热继电器触点并联时间继电器常闭触点
修改回路，加入时间继电器，热继电器触点与时间继电器常开触点并联，如图3所示。
图3 电机启动回路修改原理图b
此种原理即为：启动按钮STR按下，接触器KM自保持触点闭合，电路构成通路，电机启动，与此同时，时间继电器通电并闭锁，当通风机组启动过程中，热继电器触点KR开路，由于时间继电器触点KT闭合并与热继电器并联，二次原理回路仍为通路，通风机组启动回路正常通电，等通风机组启动成功，热继电器复位，时间继电器自锁触点断开。热继电器进入正常过载保护状态中。
此种方案，二次原理回路更改简单、方便、节省柜内空间，可以使用于手动启动电机和自动启动电机等方式，但是时间继电器设置可以根据启动方式的不同而设置不同，一般时间设置比较长，不能早点使通风机组处于过载的保护过程中。通风机组手动启动过程，手动复位热继电器，一般需要在热继电器触点受热打开后2min，即受热变形阀片恢复后才能复位，因此时间继电器的设置需要设置在手动复位热继电器后；通风机组自动控制过程，热继电器自动复位，一般自热继电器触点断开后不超过5min，热继电器就可以自动复位，因此时间继电器的时间设置需要在热继电器复位后。因此两种启动方式下，时间继电器可以有不同的时间设置，但也可以根据热继厂家参数，设置于被两种复位方式都能接受的时间。
3.4 方案四：热继电器回路并联接触器回路
修改回路，在一次主回路中热继电器KR并联一接触器KM2，二次原理图接触器线圈KM2与时间继电器KT并联。
此种原理即为：按下启动按钮STR，自保持KM1闭合通电，主回路通电，通风机组启动，同时，时间继电器KT通电并自锁，接触器KM2通电，热继电器两端短路，无电流经过热继电器，热继电器触点仍为闭合。待通风机组启动成功后，时间继电器闭锁断开，接触器线圈KM2断电，触点打开，热继电器进入过载保护回路状态中。
此种方案，原理图设计简单，便于实行。能够使用与手动启动通风机组和自动启动通风机组，时间继电器时间设置根据通风机组启动时间参数设置。
由于在通风机组的运行中，希望尽早投入到过载的保护状态，因此对于时间继电器的时间设置，一定根据通风机组实际启动时间为准，尽早投入到过载保护过程中。
图4 电机启动回路修改原理图c
4.结语
通过对通风机组启动过程中遇到的启动时间长、启动转矩大等特征，对通风机组的通常的五种启动方式分别作了分析及优缺点状况，对选择适合于通风机组的启动方式做了简单介绍；在通风机组启动的过程中常出现启动失败，笔者根据这些年所做项目及遇到的问题，对各种解决方案做了研究，并付诸实际应用，效果良好。
参考文献：
[1].通风机起动方式的选择及调试中应注意的问题.刘卫金.电世界，2004年第8期。
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[4].通风机启动失败的原因分析及解决方法.栾宁.风机技术，2003年第4期。
[5].风机启动电流过大原因分析及解决分析.杨兴林，冯会琴.纺织机械，2014年第1期。
作者简介：
刘桂龙（1982-），男.硕士.工程师.从事电力系统配电方面的设计研究.
论文作者:刘桂龙,庄立伟,陈位兵,李汉,杨晓军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/7/11
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