孔向軍　胡振國

摘 要:隨著我國煤炭生產(chǎn)的自動化、機械化程度的不斷提高,長距離、大運量的帶式輸送機的使用日益增多,特別在煤礦等工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。目前我國的帶式輸送機在向大功率、大運量、大傾角、高帶速、長距離的方向發(fā)展。由于生產(chǎn)集中而造成帶式輸送機負載極不均勻,其啟動問題日益突出。因此說研究軟啟動器在帶式輸送機上的應(yīng)用有著重要的意義,因為軟啟動器不僅能保證帶式輸送機的平穩(wěn)地起動、制動,而且還可降低帶式輸送機的成本,保證煤礦生產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞:軟啟動器煤礦帶式輸送機應(yīng)用

中圖分類號:TD528 文獻標識碼:A 文章編號1674-098X(2012)07(c)-0074-01

帶式輸送機由于運輸能力大、運行可靠、效率高、對地形適應(yīng)性強等優(yōu)點已成為當今煤礦井下運輸?shù)闹饕O(shè)備。膠帶輸送機的電氣軟啟動由于控制精度高、控制靈活、體積小等優(yōu)點是將來的發(fā)展趨勢。電氣軟啟動又分為晶閘管調(diào)壓調(diào)速和變頻調(diào)速兩種方式,短期來看,軟起動將仍然以性價比較高的晶閘管降壓軟啟動為主要形式。從長期看,隨著變頻器價格的逐漸下降,可靠性的進一步提高,也隨著技術(shù)人員水平的提高,變頻軟起動將成為軟起動的主流。我國帶式輸送機的技術(shù)水平仍然落后于國際先進水平,對帶式輸送機進行深入的理論研究已成為目前的重要工作。晶閘管交流調(diào)壓軟啟動技術(shù)于20世紀90年代現(xiàn)代初引入中國,近年才得到了廣泛的應(yīng)用。晶閘管調(diào)壓軟啟動器的價格略高于自耦變壓器啟動器和Y／Δ啟動器,系統(tǒng)工作時對電網(wǎng)無過大沖擊,可大大降低系統(tǒng)的配電容量,機械傳動系統(tǒng)振動小。啟動、停車平滑穩(wěn)定,可提高電動機的使用壽命和經(jīng)濟效益。

1 軟啟動器的工作原理

(1)軟起動器的交流軟起動部分是以反并聯(lián)的三組大功率可控硅作為可控硅模塊,其核心部件是采用特種雙回路調(diào)節(jié)器;在電動機的起動過程中,可按用戶要求預(yù)設(shè)的曲線對電動機進行自動控制,并保證起動器使其平滑可靠地完成起動過程;當電動機起動過程完成后,由調(diào)節(jié)器控制交流接觸器吸合,短接所有的可控硅,使電動機直接投入電網(wǎng)全壓運行。

(2)軟起動器的電磁起動部分是由隔離換相開關(guān)、接觸器組成;當軟起動有故障時,將芯架上的旋鈕置于直接起動位置,它就具有完備的電磁起動器功能。

(3)軟起動器正常工作由交流軟起動部分完成起動功能,電磁起動器部分完成分斷功能。

(4)軟起動器安裝方便,只需將軟起動器接于電機與饋電開關(guān)之間,電源饋電開關(guān)——軟起動器——電動機。

2 軟起動器的控制方式

2.1 電壓斜坡式起動控制方式

電壓斜坡式起動控制方式是一種開環(huán)控制方式,是軟起動器最早起動方式。它的電壓按預(yù)先設(shè)定好的曲線變化,其斜率由斜坡上升的時間t決定。另外,當起動之初電壓低于一定值時(一般為120V左右)電機轉(zhuǎn)矩小于負載轉(zhuǎn)矩,電機不能運轉(zhuǎn),反而使電機發(fā)熱,因此電壓斜坡式起動控制方式的電壓不是從0開始上升,而是有一初始電壓U0。這個電壓通常要根據(jù)負載特性設(shè)定成能使電機起動所需的最小電壓。也可設(shè)置為按兩段斜率起動。

2.2 電壓突跳式起動控制方式

有些負載,靜阻力矩在靜止狀態(tài)下較大,電機剛啟動時需要很大的轉(zhuǎn)矩,當電機轉(zhuǎn)動起來后,阻力矩反而減小。對此,起動時加一短時的高電壓Ub(其值和時間可以設(shè)置)以克服阻力矩。

2.3 電流限幅起動控制方式

由于電壓斜坡起動為開環(huán)控制,當系統(tǒng)發(fā)生變化時斜坡上升率不能隨之進行自動調(diào)節(jié),電流經(jīng)常會比期望值要高,因此電流限幅控制方式得到了發(fā)展。電流限幅起動控制方式是一種閉環(huán)控制方式。在起動運行中,依靠反饋信號不斷的進行采樣并且調(diào)整電機電流。這種控制方式特別適合恒轉(zhuǎn)矩負載,限幅值2.5IN～5IN。在電網(wǎng)容量受限時時電機以最小的起動電流快速起動。

3 軟啟動器在帶式輸送機上的應(yīng)用

(1)對于帶式輸送機而言,大重量負載,重載起動和壓煤現(xiàn)象不可避免,而軟啟動器就是為解決帶式輸送機的大重量負載來設(shè)計的,特別適用于高起動頻率、點動模式或重載起動的驅(qū)動場合。通過軟啟動器的控制,有效地抑制皮帶的動態(tài)張力,延長了皮帶的使用壽命。

(2)隨著煤礦機械化水平的大幅提升,新型的帶式輸送機大型化發(fā)展的要求與之配套的電機功率的增大,對輸送皮帶的保護、延長其使用壽命提出了更高要求。采用電機軟啟動器,可降低了電機的起動電流,起動過程平穩(wěn)可靠,實現(xiàn)近似恒流起動,使有效起動轉(zhuǎn)距增加到3倍～4倍,運輸能力和安全性能得以較大提高;同時降低了機械沖擊,皮帶機受力狀況可得到了明顯的改善,事故率大大降低。電機軟啟動器還可對電機實現(xiàn)全過程保護。

(3)采用軟啟動一拖二的方式組成的皮帶機驅(qū)動系統(tǒng),能使電機啟動時電流由原來額定電流的6～7倍下降至3～4倍,壓降明顯改善。同時減少了起動過程中的冗余轉(zhuǎn)矩,最大限度的消除了設(shè)備在起動和停車過程中對系統(tǒng)的機械沖擊和電網(wǎng)的沖擊。軟啟動器還具有友好的人機界面與電機的各項保護功能,方便用戶參數(shù)設(shè)定和故障診斷,內(nèi)部出現(xiàn)故障時可以停掉高壓,且裝有的可直接啟動電機的真空接觸器,可以保證軟啟動系統(tǒng)出現(xiàn)故障時直接啟動電機,以保持生產(chǎn)的連續(xù)性。

(4)可以根據(jù)輸送機的長度、張力、彈性延伸和彈性收縮,調(diào)整起動曲線的數(shù)值及起動時間來保證輸送帶的起動加速度在規(guī)定的范圍內(nèi)平穩(wěn)起動。

4 結(jié)語

總之,隨著我國煤礦帶式輸送機向著長距離、大運量、大傾角、高速度、高強度、多點多驅(qū)動單元方向發(fā)展,軟啟動器在煤礦帶式輸送機上的應(yīng)用,收到了良好的效果,降低帶式輸送機的運行成本降低,提高了運行的安全性和可靠性,為礦井的高產(chǎn)高效奠定了堅實的基礎(chǔ)。

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