武華竹

摘要：介紹了直接起動、降壓起動、頻敏變阻器起動、電阻分級起動、軟起動等幾種煤礦用電動機(jī)的常用起動技術(shù)，以及這些起動技術(shù)在寧夏煤業(yè)集團(tuán)的使用情況；同時，對變頻調(diào)速、可控硅軟起動、CST等新型起動技術(shù)及其在煤礦企業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行了分析說明。

關(guān)鍵詞：直接起動；頻敏變阻器起動；電阻分級起動；變頻調(diào)速；可控硅軟起動；CSTブ型擠擲嗪牛篢M32

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：16723198(2009)19030401

1煤礦用電動機(jī)起動技術(shù)現(xiàn)狀ゾ兔嚎篤笠刀言，電動機(jī)的起動方式因電動機(jī)形式的不同可分為：鼠籠型電動機(jī)的起動和繞線形電動機(jī)的起動。鼠籠型電動機(jī)的起動方式有直接起動，降壓起動，軟起動。繞線型電動機(jī)的起動方式有電阻分級起動，頻敏變阻器起動。下面就這兩種形式電動機(jī)的起動技術(shù)及其在寧煤集團(tuán)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析說明。

1.1直接起動ブ苯悠鴝是指電動機(jī)在額定電壓下直接起動的起動方式。直接起動經(jīng)濟(jì)、便捷，僅適用于小型電動機(jī)的起動，要求電動機(jī)的功率小于電源變壓器容量的30%，起動電流的沖擊不會對電網(wǎng)造成影響。井下局部扇風(fēng)機(jī)，調(diào)度絞車，回柱絞車，輔助排水泵等均采用直接起動方式。

1.2降壓起動サ綞機(jī)在起動時，其起動電流為額定電流的4—7倍，大功率電動機(jī)在起動時如果沒有限流措施，沖擊電流會影響電網(wǎng)其他設(shè)備的正常運行，甚至?xí)斐呻娋W(wǎng)跳閘事故。降壓起動是針對鼠籠型電動機(jī)所采用的一種起動技術(shù)，有自耦變壓器降壓起動和定子串接電抗器降壓起動兩種方式，分別通過自耦變壓器變壓和在電動機(jī)的定子線圈中串接電抗器這兩種方式來降低定子的起動電壓，限制起動電流，避免對電網(wǎng)的沖擊影響。自耦變壓器降壓起動的起動方式主要使用于非防爆鼠籠型電動機(jī)的起動，電壓等級在1200V以下，煤礦地面選運系統(tǒng)的皮帶運輸機(jī)，壓風(fēng)機(jī)，扇風(fēng)機(jī)等采用自耦降壓起動。電壓等級為6Kv的主扇風(fēng)機(jī)，壓風(fēng)機(jī)，主排水泵等可采用串接電抗器降壓起動。

1.3頻敏變阻器起動及電阻分級起動テ得舯渥杵髕鴝是在繞線型電動機(jī)的轉(zhuǎn)子回路串接頻敏變阻器，電動機(jī)起動時頻敏變阻器的阻抗隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而減小，可實現(xiàn)電動機(jī)的平滑起動，這種起動方式主要用于70B2型和2K56、2K58、2K60型主扇風(fēng)機(jī)的起動。電阻分級起動是在繞線型電動機(jī)的轉(zhuǎn)子回路串接若干級金屬電阻，電動機(jī)起動時通過接觸器逐級短接電阻，實現(xiàn)電動機(jī)的低速、重載拖動及加速；電動機(jī)制動時，再逐級串接電阻，使電動機(jī)減速，平穩(wěn)實現(xiàn)微拖動和制動。目前，電阻分級起動方式主要應(yīng)用于煤礦大型提升機(jī)的電力拖動系統(tǒng)，按照給定的速度圖及力圖配備電阻級數(shù)，通過電控系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制，尤其近年來通過不斷的技術(shù)改進(jìn)，數(shù)字化及微處理技術(shù)的應(yīng)用，使該電力拖動系統(tǒng)的自動化及智能化程度不斷提高。

1.4液壓軟起動ッ嚎缶下運輸機(jī)均采用鼠籠型電動機(jī)驅(qū)動，其起動方式為電動機(jī)直接起動，通過液力聯(lián)軸器調(diào)節(jié)其特性曲線，從而實現(xiàn)一定程度的軟起動。所使用的液力聯(lián)軸器主要有兩種形式：限矩型液力聯(lián)軸器和調(diào)速型液力聯(lián)軸器。所謂的液壓軟起動專指這兩種形式的液力聯(lián)軸器。限矩型液力聯(lián)軸器在設(shè)計上采取結(jié)構(gòu)措施來限制重載低轉(zhuǎn)速起動工況時的力矩升高，起動性能比普通型液力聯(lián)軸器優(yōu)越，1980年起在全國煤礦開始推廣使用，其主要作用是：(1)改善電動機(jī)的起動性能；(2)在雙機(jī)傳動的運輸機(jī)中有利于電動機(jī)均衡負(fù)荷；(3)對電動機(jī)及機(jī)械系統(tǒng)能起到保護(hù)作用，尤其是限矩型液力聯(lián)軸器的使用在一定程度上減少了電動機(jī)的燒毀事故?，F(xiàn)在寧夏煤業(yè)集團(tuán)多數(shù)礦井在55KW以下的運輸機(jī)的傳動中不再使用限矩型液力聯(lián)軸器。調(diào)速型液力聯(lián)軸器是在輸入轉(zhuǎn)速不變的情況下通過調(diào)節(jié)工作腔充滿度來改變輸出轉(zhuǎn)速及力矩，它已廣泛應(yīng)用于煤礦大功率多點驅(qū)動強(qiáng)力帶式輸送機(jī)的驅(qū)動控制上，其主要作用是：(1)能實現(xiàn)強(qiáng)力皮帶的軟起動，以緩解起動電流對電網(wǎng)的沖擊。(2)在多點驅(qū)動系統(tǒng)中，便于實現(xiàn)各電機(jī)功率的平衡。調(diào)速型液力聯(lián)軸器屬于機(jī)械耗能設(shè)備，長期工作發(fā)熱量大、能耗大，需要附屬散熱設(shè)備，傳遞效率較低。調(diào)速型液力聯(lián)軸器在原太西集團(tuán)使用比較多，主要使用于主提升強(qiáng)力帶式輸送機(jī)的驅(qū)動控制系統(tǒng)。2幾種新型起動技術(shù)的應(yīng)用分析2.1可控硅軟起動器タ煽毓樅砥舳器是2000年開始在我國煤礦企業(yè)推廣使用，用于煤礦運輸機(jī)的驅(qū)動控制，以及其它鼠籠型電動機(jī)的起動控制，可作成防爆型的以適應(yīng)井下環(huán)境?？煽毓柚骰芈肥遣捎萌龑Ψ床⒙?lián)可控硅，利用全數(shù)字控制技術(shù)來完成電機(jī)端的電壓、電流的控制，從而實現(xiàn)電機(jī)的軟啟動。其優(yōu)點是：(1)采用了先進(jìn)的電力電子器件和全數(shù)字控制技術(shù)，具有軟啟動、軟停止、泵停止、突跳啟動脈沖、啟動檢測、直流制動、通信等功能，能滿足不同負(fù)載對象的控制要求。同時，啟動時間，啟動電壓，限流，停止時間均連續(xù)可調(diào)，用戶也可根據(jù)負(fù)荷情況按預(yù)先設(shè)定的曲線進(jìn)行啟動停止。(2)軟啟動器自診斷和保護(hù)功能齊全，主要有電源故障保護(hù)、溫度保護(hù)、線路保護(hù)、電壓保護(hù)、過載保護(hù)等。(3)結(jié)構(gòu)簡單，安裝、操作、維護(hù)方便，價格比較合理。2.2CSTCST軟啟動傳動裝置是美國Dodge公司生產(chǎn)的“連續(xù)啟動傳動裝置”，(CST)在液體粘性傳動中，利用電液控制的方法，通過改變摩擦片之間的油膜厚度(間隙)，能夠?qū)敵鲚S的速度和所傳遞的扭矩進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)?對輸出軸的無級調(diào)速。CST是專門為煤礦大功率強(qiáng)力帶式輸送機(jī)軟啟動、軟停止而設(shè)計的驅(qū)動系統(tǒng)，集機(jī)械、電氣、液壓、微電子為一體，能比較理想地滿足輸送機(jī)的起?？刂埔?，是長距離大運量輸送機(jī)啟動的最佳選擇，其優(yōu)點是：(1)根據(jù)啟動要求實現(xiàn)對啟動和停止的加速度控制，啟動平穩(wěn)；(2)設(shè)有速度、應(yīng)力及功率的反饋系統(tǒng)，能精確控制輸送機(jī)的速度、應(yīng)力及功率平衡等；(3)輸出轉(zhuǎn)速大范圍可調(diào)(10%—100%之間任意調(diào)節(jié))；(4)保護(hù)功能齊全，CST提供了對減速器及負(fù)載的雙向保護(hù)，既保護(hù)減速器免受膠帶沖擊負(fù)載的影響，又因限制了最大傳遞力矩而保護(hù)了帶式輸送機(jī)免受過大力矩的損害；從而延長了運輸機(jī)的使用壽命。寧夏煤業(yè)集團(tuán)新建的年生產(chǎn)能力為800萬噸的棗泉煤礦東、西主斜井提升皮帶運輸機(jī)選用CST啟動器。由于CST是非國產(chǎn)設(shè)備，其價格非常昂貴，用它代替現(xiàn)有的主提升皮帶運輸機(jī)的調(diào)速型液力偶合器是不現(xiàn)實的，目前，國內(nèi)生產(chǎn)廠家和科研單位正在研發(fā)新的軟起動設(shè)備以替代進(jìn)口的CST。

2.3變頻調(diào)速ケ淦檔魎偈怯糜誑刂剖罅型異步電動機(jī)和同步電動機(jī)的。煤礦用鼠籠型異步電動機(jī)的變頻調(diào)速采用交—交變頻調(diào)速系統(tǒng)，交—交變頻調(diào)速系統(tǒng)是將恒頻恒壓的交流電通過電力電子的開關(guān)作用，變換為頻率和電壓均可調(diào)的交流電，從而實現(xiàn)對異步電動機(jī)的平滑調(diào)速，交—交變頻調(diào)速系統(tǒng)的頻率調(diào)節(jié)范圍在0—50Hz。 變頻調(diào)速系統(tǒng)是一種比較理想的高效率，高性能的傳動系統(tǒng)。目前變頻調(diào)速系統(tǒng)在煤礦企業(yè)應(yīng)用比較成功的領(lǐng)域為：礦井提升機(jī)交—交變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，礦井膠帶運輸機(jī)交—交變頻調(diào)速系統(tǒng)，電牽引采煤機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)，主扇風(fēng)機(jī)，主排水泵變頻調(diào)速系統(tǒng)等。對寧夏煤業(yè)集團(tuán)而言，新開拓的現(xiàn)代化礦井可考慮在副井絞車提升系統(tǒng)，主井強(qiáng)力膠帶運輸機(jī)系統(tǒng)采用變頻調(diào)速。礦井主排水泵的起動為空載起動方式，采用一般的降壓起動即可，無須變頻調(diào)速系統(tǒng)；主扇風(fēng)機(jī)為連續(xù)運轉(zhuǎn)設(shè)備，負(fù)荷相對恒定，也不宜采用變頻調(diào)速系統(tǒng)。

3結(jié)語ピ諉嚎缶下運輸系統(tǒng)中，傳遞功率在55KW以下的刮板輸送機(jī)，在堅持使用電動機(jī)綜合保護(hù)器的條件下，可采用對輪直聯(lián)直接起動的傳動方式。不必堅持使用液力偶合器。傳遞功率在75KW以上的膠帶輸送機(jī)和90KW以上的刮板輸送機(jī)可采用可控硅軟起動器進(jìn)行傳動控制，以逐步替代限矩型及調(diào)速型液力偶合器。新開拓的現(xiàn)代化礦井可考慮在副井絞車提升系統(tǒng)，主井強(qiáng)力膠帶運輸機(jī)系統(tǒng)采用變頻調(diào)速系統(tǒng)及CST軟起動器。