QJR系列軟啟動器在煤礦皮帶機中的應用

黑龍江省鶴崗市益新煤礦 張勝會

1.概述

皮帶機是煤礦生產運輸系統中的重要設備,而皮帶機電機啟動運行的穩(wěn)定性關系到整個煤礦的生產運輸情況,因此皮帶機電機啟動設備的選取關系到煤礦生產運輸系統的連續(xù)穩(wěn)定運行。電機的啟動方式主要有定子串電抗器、Y/△和串自耦變壓器等啟動方式,對皮帶機則大量采用液力耦合器的啟動方式,然而這些啟動方式都存在啟動過程中電壓不能線性變化、切換過程中不能避免電氣和機械沖擊、設備故障率高等缺點。特別是拖動大型皮帶機的高壓大功率電機,針對以上傳統啟動的缺點,對于皮帶機高壓電機我們選用目前普遍采用的先進的微處理控制技術和電力電子技術的電機軟啟動器為啟動設備,可以很大限度的消除電氣和機械的沖擊,延長設備的使用壽命。

2.QJR4-1140型電機軟啟動器的工作原理

由于電機的轉矩與加在定子端的電壓平方成正比，而電機電流與定子端的電壓成正比，因此，可以通過控制電壓對加速轉矩和起動電流進行限制，電壓的控制是通過控制可控硅的相位角實現的。

交流軟起動器主回路采用三對反并聯可控硅（電氣原理圖參見圖1），利用無速度全數字矢量控制技術，通過速度與電流的閉環(huán)調節(jié)來完成對電機端電壓、電流的控制，從而實現電機的軟起動等。工作時，軟起動器接收到控制信號后，由微處理器根據面板設定的參數或通過PC口輸入的數據，控制三相可控硅的導通角，使得電機按設定的曲線平滑起動。起動結束后，由控制器發(fā)出信號，使旁路真空接觸器進入正常工作后，可控硅暫停工作。

由圖2可知：每一相電路由兩個可控硅反并聯組成，每個可控硅負責半個周波的導通與關斷，兩個可控硅組合負責整個周期的導通與關斷。輸入電壓U是固定值（全波形），根據可控硅的控制特性，通過控制觸發(fā)脈沖的相位，輸出電壓Ua的波形是不連續(xù)波形，其值比輸入電壓U低，這樣通過控制觸發(fā)脈沖移相就可控制輸出電壓的高低。由于觸發(fā)脈沖是由計算機根據設定自動連續(xù)移相，因此輸出電壓在2O%--1OO%Ue之間連續(xù)可調。三相原理與此相同。這樣，在電機起動時，就可以較小的電壓起動（軟起動），然后電壓線性上升，直至額定電壓。待電機以額定電壓運行時，這時計算機控制旁路按觸器吸合，同時可控硅停止工作。

若旁路按觸器吸合不正常，這時計算機自動控制可控硅繼續(xù)工作。這種情況下可控硅只能運行幾個小時，長時運行會損壞可控硅。觀察旁路運行指示燈（一綠色指示燈），燈亮表示正常，燈不亮表示旁路按觸器沒有正確吸合。這時應及時檢查，恢復正常工作。

圖1

圖2

3.使用方法

3.1 安裝接線

3.1.1 本裝置在與電機及其它開關連線之前，用萬用表（最好為指針式）測量每相可控硅（即進出端子）之間電阻應大于1OOkΩ，絕對禁止用兆歐表測量。

3.1.2 拆除軟起動器內控制盒的接地線，并接三相輸入與輸出，用兆歐表測量它們與機殼的絕緣電阻應不小于5OMΩ，檢查完畢，將控制盒上的接地線接好；若發(fā)現絕緣下降，請予以及時處理。

3.1.3 如圖3所示，將交流軟起動器串接在電機與電源開關之間。

交流軟起動器接線腔中的L1、L2、L3為進線端，與前一級開關相連；U、V、W為出線端，與電機連接（接線端子見圖4—下頁）。

3.1.4 本裝置一般工作電壓設置為114OV（對于可以工作在額定電壓為AC114OV的交流軟起動器，包括漏電檢測也置于綜合保護器1腳上），在使用中可以根據自己的需要將工作電壓調整到66OV，只要把電壓跨接片接至66OV，同時，將原接到綜合保護器第1引腳漏電檢測線改接到第2引腳（否則不能進行正常漏電檢測）；另外，注意被控電機的電流要小于交流軟起動器銘牌上的額定電流，其它線路不用變動。絕對禁止將額定工作電壓為AC66OV的交流軟起動器用于AC114OV上！

圖3

圖4

圖5

表1 控制功能的設置

LED狀態(tài)顯示運行狀態(tài)（常亮）LED1 LED2 LED3 LED4 LED5準備就緒起動或停止電動機運轉節(jié)能制動故障狀態(tài)（閃爍）LED1 LED2 LED3 LED4 LED5電源故障可控硅故障過載綜合故障起動受阻

3.2 參數設定

3.2.1 起動時間

軟起動時間即為電機平滑起動的時間，通過控制盒面板上的起動時間電位器可以設定電動機起動時間為O.3～18Os，正常值設定為1O～2Os，可以根據所需時間或以調試結果為依據進行設定。

3.2.2 起始電壓

起始電壓從2O%～1OO%Ue連續(xù)可調，它通過調節(jié)控制盒面板上的電壓電位器來完成，一般為7O%Ue左右的設定值，正常情況下一般能滿足不同負載的需要，在沒有特殊情況下無須改變設定。如有需要，可以逐步連續(xù)改變電壓的設定值，直到滿意為止。

3.2.3 限流

限流控制由控制盒面板上的限流電位器設定，交流軟起動器電流限定值根據負載的類型在O.5～6Ie之間選擇，一般設定值在3～5Ie左右。如有需要，可以逐步連續(xù)改變電流的設定值，直到滿意為止。

3.2.4 軟停止時間

對有軟停止需要的場合，通過控制盒面板上DIL1和DIL2撥動開關將交流軟起動器設置有軟停止功能，軟停止時間的長短由控制盒面板上的停止時間電位器來設定。

3.2.5 軟起動器幾種典型功能設置（見表1）。

3.3 兩臺軟起動器聯鎖控制方式

3.3.1 接線方式

接線方式如圖5所示。

注意：

（1）膠帶機采用雙電機驅動，每臺電機配一臺軟起動器，每條膠帶機配兩臺軟起動器，兩臺軟起動器分別為1＃、2＃。

（2）采用該接線方式可起到兩臺電機聯鎖功能，兩臺軟起動器同時工作，無論什么原因，一臺軟起動器停止工作，另一臺也停止工作，杜絕單臺電機工作。

3.3.2 狀態(tài)顯示及信號輸出

軟起動器內控制盒面板上有5個指示燈，表示運行狀態(tài)及故障信息（見表2）。

3.4 使用注意事項

（1）對于電網電壓較高的使用場合，必須檢查通過控制變壓器輸出的控制電壓應在AC2OOV～AC24OV之間，否則會影響控制盒正常工作，甚至損壞控制盒。軟起動器的外殼必須可靠接地。

（2）安裝前檢查被控設備電機與減速器之間有無液力偶合器，若有，應先將液力偶合器改為對輪連接，否則會影響軟起動效果和造成起動失敗。

（3）測量絕緣電阻時，必須拆除軟起動器內控制盒的接地線，用兆歐表測量輸入、輸出端對機殼之間的絕緣電阻應不小于5OMΩ。

（4）切勿用兆歐表測量端子間及可控硅兩端的電阻，以免對軟起動器產生破壞。

（5）使用交流軟起動器后，根據需要適當調整前一級饋電開關的電流整定值和時間。

（6）對于114OV和66OV兩種電壓均能適用的交流軟起動器來說，一般接線為114OV（漏電檢測線接綜合保護器的1腳）；若電網電壓是66OV，需將電壓跨接片接至66OV，漏電檢測線要接綜合保護器的2號引線端子。注意被控電機電流要小于交流軟起動器銘牌上的額定電流。

（7）軟起動器內的主要器件，特別是可控硅和控制盒部分，請勿私自拆卸、修理，以免造成事故和損失。

（8）交流軟起動器在運輸過程中應避免強烈振動和翻滾。

（9）特別注意：在維修交流軟起動器時，交流軟起動器的進線端L1，L2，L3必須與電源完全斷開。維修電動機時，必須將本設備的隔離換相開關置于空檔位。

4.結束語

本軟啟動器作為交流電動機的現代啟動技術應用之一，通過降低機械、電流的沖擊，最大限度降低設備事故率。減少設備維護，且裝有可以直接啟動的真空接觸器可以保證軟啟動系統出現故障時直接啟動電機，保證生產的持續(xù)性，自使用以來一直運行可靠，實現免維護，是煤礦輸送設備性價比較高的中高壓啟動設備。