船舶电力系统是一个独立的系统，通常其容量相对陆地上的电网来说是较小的。负载的投入和切除会影响船舶电网的频率和电压，特别是突加和突卸较大的负荷时会引起船舶电网频率和电压较大的波动，影响供电质量，严重时会引起船舶电站主开关跳闸事故。在船舶电站负荷中，泵类负载占有很大一部分比例,而这些负载几乎都是由鼠笼式三相异步电动机带动的。鼠笼式三相异步电动机的起动电流是其额定电流的6～7倍，如果泵类负载采用直接启动的办法，就会影响船舶电站的供电质量；另外这些泵类负载传送的通常是液体，如果突然启动或者突然停车会造成液击，损坏管道系统。因此，很有必要在船上应用一种装置保证泵类负载软启动和软停车，避免上述不利情况产生。本文以西门子3RW30型软启动器为例，讲述了3RW30型软启动器的软启动和软停车等功能在船舶上的应用。
1软启动器概述
目前市场上出售的启动器有两种类型：软启动型和硬启动型。所谓硬启动,就是在电动机启动过程中，其绕组上所加的电压是突变的，例如“Y△”降压启动等;所谓软启动,就是使用调压装置在规定时间内,自动将启动电压连续平滑地上升,直到达到电机额定电压。软启动器按结构分有磁控软启动器、晶闸管软启动器、液阻软启动器等
几种类型。其中以电力电子晶闸管式软启动器应用最为广泛,3RW30型软启动器就属于该种类型。
1.1电力电子软启动器的工作原理
在三相电源与电机间串入3对反并联的晶闸管，利用晶闸管移相控制原理，改变晶闸管的触发角从而改变软启动器的输出电压。
启动时,电动机端电压随着晶闸管的导通角增大而逐渐上升，转速也随着增大，直到达到电机的额定电压，从而结束启动过程。停车时，软启动器内晶闸管导通角从大逐渐减小，使输出的电压逐渐减小到零,电机转速也随着降为零,从而完成停车过程。
1.2电力电子软启动器的启动方式
1）电压双斜坡软启动式。在启动过程中将软启动器的输出电压由小到大沿斜坡线型上升，电机输出力矩随电压增加而增加。3RW30型软启动器就属于该种启动方式。
2）限流启动式。这是一种在电机的启动过程中限制其启动电流使其不超过设定值的软启动方式。该方式主要应用于轻载启动场合。
3）转矩控制启动式。它是将电动机的启动转矩由小到大线型上升,是最优的重载启动方式。
4）脉冲突跳启动式。这是在电机启动开始阶段让晶闸管在极短时间内全导通后回落,再按原设定的值线性上升,进入恒流启动。这种启动方式适用于重载并需要克服较大摩擦力的场合。
23RW30型软启动器的相关说明
1）3RW30型软启动器的可调参数。3RW30型软启动器为西门子软启动器系列中的一种，该产品适用于单速电动机。在该装置上能对启动电压，启动时间以及停止时间分别进行单独设定。启动时间在0～20s范围内可调,启动电压在电动机的额定电压约30%～100%范围内可调，停止时间在0～20s范围内可调。
2）3RW30型软启动器适用场合。3RW30型软启动器可适用船上泵类及其他装置，降低启动电流和避免管道内液体压力聚变，延长管道系统的使用寿命。它最大的优点是软启动、软停车，不间断转换时无电流峰值。
3）选用准则。3RW30型软启动器必须按电动机的额定电流来选择相应的软启动器。软启动器的额定电流必须大于或等于电动机的额定电流。
4）3RW30型软启动器不需另配旁路接触器。3RW30型软启动器在通电的过程中，大功率半导体元件始终有一个耗散功率,从而引起自身发热。为了减少这种耗散功率，在电动机启动后用软启动器内部继电器的触头将半导体元件旁路掉。这样既解决了散热问题，又不需要在软启动器外部另设旁路接触器。
5）3RW30型软启动器结构经济性。3RW30型软启动器,可利用两相控制方法，就可获得良好的启动。两相中使用晶闸管，第三相由软启动器内部线路旁路，这样可减少器件的材料费用，增加经济性。
33RW30型软启动器在船上应用的可行性分析
1）适合船舶电站容量有限的特点。由于船舶电站容量有限，大功率负载如果是硬启动，由于鼠笼式三相异步电动机的启动电流是其额定电流的6～7倍，船舶电网的电压、频率就会出现较大波动,严重时会造成跳闸事故。国家规定在电机启动时，其电网压降不能超过15%，这必须要采用电站增容的办法，或者采用降压启动电机的办法来解决问题。如果负载采用3RW30型软启动器软启动，电动机的启动电流由零平滑地增大，这样对电网的冲击较小，电网的频率和电压波动也不会过大，这就适合船舶电站容量有限的特点。
2）适合船上泵类负载特点。在船上泵类机械占有船舶机舱设备中很大一部分比例,这些泵类负载传送的都是液体。对水泵、油泵等泵类负载,由于其流量Q与转速n成正比,泵系统的负载转矩M与液流压力P和转速有以下基本关系式：
M∝P∝n2
由此可见，泵转速的微小变化将引起负载转矩和液流压力较大幅度的变化。在泵类电动机直接启动和停车的过程中，都将引起转矩突变而导致产生“水锤效应”，液体产生巨大冲击力，破坏管路系统设施。而3RW30型软启动器有软启动和软停车功能，完全消除了上述现象。
3）有着较强的经济性。节能型软启动器节电率在14%～22%之间，如按节电率18%计算,一台7.5kW的电动机,按每天工作8h计算，一年可省电3942（kW·h），按0.25元/（kW·h）计算，折合人民币986元，实际上船舶很多泵类负载工作时间多于8h，特别是为主机和发电机服务的泵类，也就是说节约的资金还要大于这个数字。而一台7.5kW的3RW30型软启动器的市场价格约为1200元，一年多就可收回成本。另外由于采用软启动和软停车,泵类负载系统内不会形成液击，船舶设备检修成本也降低了。
43RW30型软启动器在船上的应用实例
某老龄船舶在修船时，新增加了一台压载泵，·27·由于压载泵功率较大，电站又老化，压载泵一启动，电站主开关就会跳闸，维修人员经过分析决定对控制线路进行改造，采用3RW30型软启动器进行控制。
改造完后，电站、压载泵等工作正常。中13、14两点间触头工作状态是在软启动器通电时就闭合，断电时断开；23、24两点间触头工作状态是电动机达到额定电压时闭合，其余时间断开。
5结束语
3RW30型软启动器的软启动和软停车等功能适合船舶电站容量有限的特点，有效降低了液体对泵类负载管道系统的破坏力，大大改善了电动机的运行条件。3RW30型软启动器应用到船舶中，有着较强的实用性和经济性，值得推广。
