一、水阻柜原理
水阻起動(dòng)柜是近年來(lái)運(yùn)用比較廣泛的電機(jī)起動(dòng)設(shè)備。水阻，也就是液體電阻(在水中添加電解粉構(gòu)成水電阻)，顧名思義就是在電機(jī)定子回路(鼠籠型電機(jī))或轉(zhuǎn)子回路(繞線式電機(jī))中串入液態(tài)電阻，電機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中液態(tài)電阻阻值在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)無(wú)級(jí)減小，直至阻值接近為零，將液阻自動(dòng)切除，電機(jī)投入正常運(yùn)行，每小時(shí)最多可以啟動(dòng)2-3次。
二、運(yùn)動(dòng)過(guò)程
水阻柜運(yùn)行過(guò)程：高壓開(kāi)關(guān)柜合閘的同時(shí)，水阻柜接收到高壓開(kāi)關(guān)柜的合閘信號(hào)，水阻柜動(dòng)極板自上而下開(kāi)始運(yùn)行，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)動(dòng)極板運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電阻值逐漸下降，當(dāng)電阻接近于零時(shí)，通過(guò)一個(gè)限位開(kāi)關(guān)，使水阻柜內(nèi)的真空接觸器吸合，將水電阻短接掉，電機(jī)啟動(dòng)完成，經(jīng)過(guò)延時(shí)幾秒后，動(dòng)極板自動(dòng)復(fù)位至原始狀態(tài)，等待一下次啟動(dòng)。如水阻柜在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)起動(dòng)沒(méi)有完成就會(huì)發(fā)出一個(gè)故障報(bào)警信號(hào)，自動(dòng)切斷開(kāi)關(guān)柜，確保電機(jī)不開(kāi)路。
三、水阻柜缺點(diǎn)
水阻的效率低，只能做軟啟動(dòng)。如果作為調(diào)速，必須將水阻柜箱體(液體電阻部分)長(zhǎng)期帶電，一旦出現(xiàn)箱體漏液或者液體電阻減少或者干枯，必出現(xiàn)生產(chǎn)事故或者安全事故。并且由于箱體液體電阻長(zhǎng)期帶電，發(fā)熱嚴(yán)重，要有外圍散熱設(shè)備才能維持運(yùn)行。所以相對(duì)人力維護(hù)成本也會(huì)增加。
四、水阻柜的改造方式
在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際改造中：雖然水阻柜存在以上缺點(diǎn)，但是客戶在水阻柜改造變頻時(shí)還是會(huì)保留工頻水阻啟動(dòng)的模式。
(一)一般水阻柜有兩種改造方式，按照電機(jī)的不同，分為兩種水阻串接方式
1、轉(zhuǎn)子串水阻
即電機(jī)屬于繞線式電機(jī)，即轉(zhuǎn)子回路未短接。此時(shí)通過(guò)改變起動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)子回路的電阻值來(lái)逐步實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)。
2、定子串水阻
即電機(jī)屬于鼠籠型電機(jī)，即轉(zhuǎn)子回路在電機(jī)內(nèi)部已短接。此時(shí)通過(guò)改變起動(dòng)過(guò)程中定子回路的電阻值來(lái)逐步實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。
(二)按照實(shí)現(xiàn)方式的不同，分為兩種水阻
1、溫度改變阻值大小
即在啟動(dòng)過(guò)程中，由于液體內(nèi)部的電解液隨著液體溫度的升高，電解液分子活動(dòng)加劇，使電阻值逐步減小，逐步改變機(jī)端電壓，使之達(dá)到軟起動(dòng)的目的。
2、柜內(nèi)增加極板升降電機(jī)
通過(guò)柜內(nèi)增加極板升降電機(jī)，勻速的改變輸入輸出極板之間的距離，改變電阻值的大小，逐步改變機(jī)端電壓，使之達(dá)到軟起動(dòng)的目的。
注：其中若是溫度改變阻值大小，主要屬于定子串水阻系列(即鼠籠式電機(jī))。
若通過(guò)極板升降電機(jī)改變阻值大小，則定子和轉(zhuǎn)子串水阻都可。目前常用的方式還是通過(guò)極板升降的方式，方便控制啟動(dòng)過(guò)程。
五、水阻的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
(一)若以溫度改變阻值
其柜內(nèi)部主要包括：
1、旁路柜
主要是起動(dòng)完畢后，將水阻柜短接。
按一次原理的不同，和短接接觸器的數(shù)量，有的在短接后將水阻完全拖開(kāi)的，有的在短接后，水阻仍然帶電。
根據(jù)客戶需要，選擇真空斷路器或者真空接觸器。真空斷路器需要分、合閘操作，而真空接觸器又分為電保持和機(jī)械保持式，電保持不需另增加分閘操作，掉電即分閘，而機(jī)械保持式需要分閘操作。
2、水阻柜主體
主要包括3個(gè)獨(dú)立的水箱，每個(gè)水箱底部有一固定的銅極板，水箱上部有一固定的銅極板，分別引出進(jìn)出一次線。(針對(duì)鼠籠式電機(jī)講的：定子串水阻)
主要根據(jù)電機(jī)大小，計(jì)算需要的散熱液體體積，則柜體體積有大有小。例如電機(jī)在10MW，則水阻柜主體可能達(dá)到10m*2m*4m。
(二)極板升降改變阻值
其柜內(nèi)部主要包括：水箱(三相分開(kāi))、一套極板、極板升降電機(jī)和相應(yīng)的軸承，及短接接觸器(短接的接觸器也應(yīng)客戶需要)、PLC等。
六、運(yùn)行方式(現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作的依據(jù)數(shù)據(jù)和實(shí)現(xiàn)方法)
(一)溫度改變阻值
1、工頻模式下
待廠家調(diào)試完后，每個(gè)極板都浸泡在水中，水中加入了根據(jù)計(jì)算的電解粉。起動(dòng)時(shí)，通電后，則水阻內(nèi)，溫度逐漸升高，電解液分子活動(dòng)加劇，極板之間的電阻值逐步減小，電機(jī)端的電壓逐步由低到高，根據(jù)調(diào)整的時(shí)間，起動(dòng)完畢后，短接真空接觸器(溫度改變阻值這種主要用于鼠籠式電機(jī))，起動(dòng)完成，水阻被甩開(kāi)。此種原理的水阻，電機(jī)進(jìn)行連續(xù)重啟時(shí)，由于每次重啟時(shí)，由于水溫不一致，因此其啟動(dòng)特性會(huì)有差異。在啟動(dòng)時(shí)間間隔較長(zhǎng)的情況下，其啟動(dòng)特性基本可保持一致。
2、變頻模式下
上高壓后，直接短接接觸器(短接接觸器動(dòng)作信號(hào)取自高壓開(kāi)關(guān)QF0的常開(kāi)點(diǎn))。
(二)極板升降改變阻值(重點(diǎn)介紹)
1、運(yùn)動(dòng)過(guò)程
待廠家調(diào)試完后，每個(gè)極板都浸泡在水中，水中加入了根據(jù)計(jì)算的電解粉。起動(dòng)前，上極板在最上面，起動(dòng)時(shí)，上極板在升降電機(jī)的帶動(dòng)下，逐步下移，(有的設(shè)置是下移幾秒，停幾秒，繼續(xù)下移，重復(fù))則兩極板之間的距離減小，相應(yīng)的兩極板之間的電阻值減小，則電機(jī)端的電壓逐步由低到高，當(dāng)上極板移動(dòng)到最下限位時(shí)，短接真空接觸器。與此同時(shí)，上極板開(kāi)始往上回升，升到最上限位時(shí)，起動(dòng)完成。此種方式的水阻，電機(jī)連續(xù)啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)特性差別不會(huì)很大，但是伺服電機(jī)等部件造成水阻柜的維護(hù)工作增加。(適用于鼠籠式及繞線式電機(jī))。
2、現(xiàn)場(chǎng)參照的實(shí)際數(shù)據(jù)及控制邏輯
(1)一般水阻啟動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流倍數(shù)在2~3.5倍之間，網(wǎng)側(cè)壓降都能滿足上一級(jí)變壓器的容量要求;
