電機軟起動器特點與應用

廖延杰

摘要：該文針對我國煤礦長距離、大運量、高速度帶式輸送機電機的軟起動問題，結(jié)合某礦電機軟起動器的應用實例，重點介紹了電機軟起動器的特點、工作原理及在煤礦中應用的效果；分析了電機軟起動器與液力偶合器、星三角起動器相比較而顯示出的優(yōu)點。充分肯定了電機軟起動器是一種機電一體化的新技術產(chǎn)品，是液力偶合器及其他設備的更新?lián)Q代產(chǎn)品，在煤礦井下值得大力推廣使用。

關鍵詞：煤礦 輸送機 軟起動器

1 電機軟起動器的特點

1.1 采用了先進的電力電子器件和全數(shù)字控制技術，具有軟起動、軟停止、泵停止、起動檢測、RS232通訊等功能，能滿足風機、水泵、帶式輸送機、刮板輸送機等不同負載對象的控制要求。同時軟起動時間、起始電壓、限流、停止時間連續(xù)可調(diào)，用戶可根據(jù)負荷情況控制電機按預先給定的曲線平滑起動、停止。

1.2 帶式輸送機等大慣量負載不可避免重載起動和壓煤現(xiàn)象，軟起動器的突跳起動脈沖就是專門為帶式輸送機這類大慣量負載設計的。突跳脈沖起動功能可完全解決負荷重載起動的問題。

1.3 電機軟起動器自身的自診和保護功能齊全，主要有電源故障保護、溫度保護、電壓保護、過載保護等。

1.4 結(jié)構簡單，安裝操作維護方便。既可就地控制，亦可通過可編程序控制器或其他設備對其進行遠方控制。

2 電機軟起動器與液力偶合器、星三角起動器的比較

2.1 電機軟起動器與液力偶合器的比較 帶式輸送機起動用液力偶合器在一定范圍內(nèi)可滿足帶式輸送機的起動要求，但采煤工作面地質(zhì)條件復雜，采煤機割煤的不均衡系數(shù)很大，工作面內(nèi)影響帶式輸送機停機的客觀因素也很多，采煤工作面順槽帶式輸送機重載起動，甚至過載起動十分頻繁。液力偶合器在運行中存在液體滑差，重載起動滑差更大?；町a(chǎn)生的熱能易使偶合器的密封受熱老化失效，出現(xiàn)漏油，造成油液污染，在井下易燃易爆，不安全隱患尤為突出。另外，液性機械調(diào)速由于附壁效應、穩(wěn)態(tài)效應所形成的機械慣性，以及同液體充液量的立方成正比的傳遞力矩比例的弊端，已不能滿足高產(chǎn)高效綜采工作面帶式輸送機越來越高的起動要求。電機軟起動器采用微處理器控制可控硅的導通角，使電動機可進行大負荷多種電壓的軟起動，可有效地避免使用液力偶合器出現(xiàn)的問題，是液力偶合器理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。

2.2 電機軟起動器與星三角起動器的比較 電機軟起動器起動轉(zhuǎn)矩大，并且起動平穩(wěn)。星三角起動方式的實際轉(zhuǎn)矩比電機軟起動器的小，但在起動瞬間和星形轉(zhuǎn)三角形的瞬間有二次突跳變化，而電機軟起動器從開始到結(jié)束不存在突跳沖擊，可有效地減輕因起動電流突跳而引起的電網(wǎng)電壓波動及對周圍弱電設備的干擾。電機軟起動器起動初始電壓和起動時間可人為設定。星三角起動方式的起動初始電壓是全電壓的58％，轉(zhuǎn)換時即突跳到100％。而電機軟起動器可根據(jù)不同的負載情況，其起動初始電壓可在20％～100％Ue間自行設定。同時通過調(diào)節(jié)起動時間來控制曲線斜率，從而平穩(wěn)無級地過渡到全電壓，達到最佳起動效果和最短起動時間。

3 應用

3.1 工作原理 電機軟起動器主回路采用了3對反并聯(lián)可控硅，利用全數(shù)字控制技術來完成電機端電壓、電流的控制，從而實現(xiàn)電機的軟起動等。軟起動器接收到控制信號后，由微處理器根據(jù)面板設定的參數(shù)或通過PC口輸入數(shù)據(jù)，控制三相可控硅的導通角，使電機按設定的值平滑起動。起動結(jié)束后，由控制器發(fā)出信號，旁路真空接觸器進入正常工作后可控硅暫停工作。當需要停車時，給出停車信號，真空接觸器斷開，停止工作，然后由可控硅完成全部停車過程。

3.2 使用方法 軟起動器有遠控和近控兩種工作方式。遠控方式是指電機軟起動器由前級開關通過一個常開觸點進行控制的方式。近控方式是指由2只按鈕控制電機軟起動器的起動、停止。電機軟起動器在使用過程中應注意以下幾點：①電機軟起動器兩次起動時間間隔不能小于3min，每小時內(nèi)起動次數(shù)不大于12次。②電機軟起動器的外殼必須可靠接地。③安裝時切勿用兆歐表測量端子間及可控硅兩端的電阻，以免造成對電機軟起動器的破壞。④電機軟起動器內(nèi)的主要核心部件，特別是可控硅和控制盒部分，使用者請不要拆開，以免因核心部件損壞而使電機軟起動器癱瘓。

3.3應用效果某礦—400m水平中的一部帶式輸送機，電機功率3x160kW，工作電壓660V，膠帶長度1km。由于受客觀條件限制，帶式輸送機起動頻繁，且經(jīng)常重載起動。沒有安裝軟起動器之前，起動時膠帶顫動，電機聲音大，膠帶出現(xiàn)打滑及斷帶現(xiàn)象，對電網(wǎng)沖擊較大。該帶式輸送機配置了3臺電機軟起動器后，運行狀況有了很大變化。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①重載起動時軟起動特性明顯，膠帶無顫動和打滑現(xiàn)象，克服了帶式輸送機長距離重載起動困難的問題。②帶式輸送機起動時低速逐漸張緊膠帶，減少了膠帶起動過程中最大張力的機械沖擊，延長了膠帶使用壽命，也消除了齒輪間隙造成的傳動齒輪之間的撞擊現(xiàn)象。③空載起動時間為10s，滿載起動調(diào)為15s。起動電流明顯下降，起動電壓降低，減小了對電網(wǎng)的沖擊。④減小了維修工作量，從2005年7月至今還沒有發(fā)生過任何故障，一切正常，用戶非常滿意。

4結(jié)語

隨著我國煤炭企業(yè)改革的深入，煤炭生產(chǎn)機械化、自動化程度不斷提高，長距離、大運量、高速度的帶式輸送機日益增多。帶式輸送機在起動過程中需要的起動轉(zhuǎn)矩大，易引起膠帶的震顫和共振，有時重載起動，對電網(wǎng)和機械設備的沖擊很大。傳統(tǒng)的方法是采用液力偶合器和星三角降壓起動器等，但它們都存在各種弊端。徐州礦務集團第二機械廠與常州自動化研究所共同開發(fā)的KDK4型礦用隔爆型電機軟起動器(以下簡稱電機軟起動器)能有效地解決帶式輸送機的軟起動問題，最大限度地消除機械及電氣沖擊，延長帶式輸送機的使用壽命，是液力偶合器與其他電機起動設備理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。