閆攀峰

（河北鋼鐵集團(tuán)舞陽鋼鐵公司 原料供應(yīng)部，河南 舞鋼 462500）

坦克吊是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的設(shè)備，主要擔(dān)負(fù)著吊卸廢鋼的任務(wù)，工作環(huán)境差，啟動頻繁。原料部加工車間共有4臺坦克吊投入使用，在啟動時由于采用了星形——三角形啟動，經(jīng)常燒啟動柜、接觸器，甚至燒電機(jī)，影響正常生產(chǎn)，大大增強(qiáng)了維修強(qiáng)度，因此，2006年3月份我們對坦克吊啟動方式進(jìn)行了改造。

1 改造前的現(xiàn)狀

1.1 星形——三角形降壓啟動控制線路

啟動時將電動機(jī)定子繞組接成星形，加到電動機(jī)的每個繞組上的電壓為額定值的1/√3，從而減少了啟動電流對電網(wǎng)的影響。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時，定子繞組改接成三角形，使電動機(jī)在額定電壓下正常運轉(zhuǎn)，圖為星形三角形轉(zhuǎn)換繞組連線圖，星形三角形降壓啟動線路所示。這一線路的設(shè)計思想是按時間原則控制啟動過程，待啟動結(jié)束后按預(yù)先整定的時間轉(zhuǎn)換成三角接法。

圖1 星三角控制圖

當(dāng)啟動電動機(jī)時，合上刀閘開關(guān)，按下啟動按鈕，接觸器與時間繼電器的線圈同時得電，接觸器的主觸點將電動機(jī)接成星形并經(jīng)過的主觸點接至電源，電動機(jī)降壓啟動。當(dāng)延時時間到，線圈失電，線圈得電，電動機(jī)主回路換接成三角形接法，電動機(jī)投入正常運轉(zhuǎn)。

星形——三角形啟動的優(yōu)點在于，星形啟動電流只是原來三角形接法直接啟動時的1/3，啟動電流約為電動機(jī)額定電流的2倍左右，啟動電流特性好、結(jié)構(gòu)簡單、價格低。缺點是啟動轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)下降為原來三角形的直接啟動時的1/3，轉(zhuǎn)矩特性差。經(jīng)常燒壞接觸器觸頭，甚至有時還燒控制柜，經(jīng)過車間主管主任和高技師，技師，青年大學(xué)生的研究討論后來把星形——三角形啟動改為軟啟動。

2 改造思路

我們改造思路是降低故障率，使坦克吊正常啟動，從而降低維修人員的勞動強(qiáng)度。因此我們采用了軟啟動，軟啟動器通過控制加到電動機(jī)上的電壓來控制電動機(jī)的啟動電流和轉(zhuǎn)矩，啟動轉(zhuǎn)矩逐漸增加，轉(zhuǎn)速也逐漸增加。

3 改造內(nèi)容

軟啟動的工作原理。

圖2 軟啟動控制器示意圖

如圖2所示為軟啟動器內(nèi)部原理示意圖。它主要由三相交流調(diào)壓電路和控制電路構(gòu)成。其基本原理是利用晶閘管的移相控制原理，通過控制晶閘管的導(dǎo)通角，改變其輸出電壓，達(dá)到通過調(diào)壓方式來控制啟動電流和起動轉(zhuǎn)矩的目的?？刂齐娐钒搭A(yù)定的不同啟動方式，通過檢測主電路的反饋電流，控制其輸出電壓，可實現(xiàn)不同的啟動特性。最終軟啟動器輸出全壓，電動機(jī)全壓運行。由于軟啟動器為電子調(diào)壓并對電流實時檢測，因此還具有對電動機(jī)和軟啟動器本身的熱保護(hù)、限制轉(zhuǎn)矩和電流沖擊、三相電源不平衡、缺相、斷相等保護(hù)功能，并可實時檢測并顯示如電流、電壓、功率因數(shù)等參數(shù)。

我們采用TE公司生產(chǎn)的Altistart46型軟啟動器。其主要特點是：具有斜坡升壓、轉(zhuǎn)矩控制及啟動電流限制、電壓提升脈沖三種啟動方式；具有轉(zhuǎn)矩控制軟停車、制動停車、自由停車，三種停車方式；具有對電動機(jī)和軟啟動器本身的熱保護(hù)。限制轉(zhuǎn)矩和電流沖擊、三相電源不平衡、缺相、斷相和電動機(jī)運行中過流保護(hù)功能并提供故障輸出信號；具有實時監(jiān)測并顯示如電流，電壓，功率因數(shù)等闡述的功能，并提供模擬輸出信號。

通過人機(jī)對話操作盤，可顯示和修改系統(tǒng)配置、參數(shù)。其主要參數(shù)設(shè)置范圍如下。

啟動電流可調(diào)節(jié)范圍：額定值的2~5倍

啟動轉(zhuǎn)矩可調(diào)范圍；額定值的0.15~1.0倍

加速力矩的斜坡時間可調(diào)范圍；1~60s

減速力矩的斜坡可調(diào)范圍；1~60s

制動轉(zhuǎn)矩可調(diào)節(jié)范圍；額定值0~100%

電壓提升脈沖幅值可調(diào)節(jié)范圍；額定值的50%~100%

圖3 軟啟動控制圖

上圖為三相異步電動機(jī)用軟啟動器啟動控制線路。其中C和400為軟啟動器控制電源進(jìn)線端子；L1，L2，L3 為軟啟動器主要電源進(jìn)線端子；T1。T2。T3為連接電動機(jī)的出先導(dǎo)端子；A1。A2，B1，B2，C1，C2端子由軟啟動器主電源進(jìn)線端子有軟啟動器三相晶閘管兩端分別直接接出。當(dāng)相對應(yīng)端子短接時，KM2主觸點閉合時，將啟動其內(nèi)部晶閘管短接，但此時軟啟動器的內(nèi)部的電流檢測環(huán)節(jié)仍起作用，即此時軟啟動器對電動機(jī)保護(hù)功能仍起作用。Pl是軟啟動為外部邏輯輸入提供+24V電源；L+為軟啟動器邏輯輸出部分的外界輸入電源，在圖中直接由PL提供。STOP、RUN分別為軟停車和軟啟動控制信號，接線方式分為；三線控制、二線控制和通信遠(yuǎn)程控制。KA1設(shè)置隔離繼電器。此軟啟動器接有進(jìn)線接觸器KM1。當(dāng)開關(guān)QS合閘，按啟動按鈕SB2，則KA1觸點閉合，KA1線圈上電，使其主觸點閉合，主電源加入軟啟動器。電動機(jī)按設(shè)定的啟動方式啟動當(dāng)啟動完成時，內(nèi)部繼電器KA2常開觸點閉合KM2接觸線圈吸合，電動機(jī)轉(zhuǎn)由旁路接觸器KM2觸點供電，同時將軟啟動內(nèi)部的功率晶閘管短接，電動機(jī)通過接觸器由電網(wǎng)直接供電，但此時過載、過流等仍起保護(hù)作用，KA1相當(dāng)于保護(hù)繼電器的觸點。若發(fā)生過載、過流、則切斷接觸器KM1電源，則軟啟動進(jìn)線電源切除，因此電動機(jī)不需要額外增加過載保護(hù)電路。正常停車時，按停車按鈕，SB1停止指令時KA2觸點斷開，旁路接觸器KM2跳閘，使電機(jī)軟停車，軟停車結(jié)束后，KA1觸電斷開。按鈕sb3為緊急停車用，當(dāng)按下SB3時，接觸器KM1失電，軟啟動器內(nèi)部的KM1和KM2觸點復(fù)位，使KM2失電，電機(jī)自由停轉(zhuǎn)。

由于帶有旁路接觸器，該電路有以下優(yōu)點:當(dāng)電機(jī)運行時可以避免軟啟動器產(chǎn)生的諧波；軟啟動器僅在啟動和停車時工作，可以避免長期運行使晶閘管發(fā)熱，延長了使用壽命。

4 經(jīng)濟(jì)效益

一臺坦克吊改進(jìn)前，一年燒壞接觸器平均八臺，甚至有時燒電機(jī)，改進(jìn)后坦克吊工作一年多來，再也沒燒壞過接觸器，更沒有燒壞過電機(jī)，沒有影響過正常生產(chǎn)，一臺坦克吊節(jié)約直接經(jīng)濟(jì)損失1萬元，間接損失3~4萬元。

5 結(jié)論

通過論述，坦克吊電動機(jī)的降壓起動方式從“Y-Δ”起動器到電子軟啟動器。所以在工程應(yīng)用中，當(dāng)電動機(jī)在直接起動不能滿足要求時，首先考慮的是電子軟啟動器。這是科技發(fā)展的歷史階段，是為今后的智能控制系統(tǒng)化打下良好基礎(chǔ)的必然階段。