許敦輝

(琿春礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司洗選煤分公司,吉林琿春 133300)

軟啟動(dòng)器在煤礦帶式輸送機(jī)上的應(yīng)用研究

許敦輝

(琿春礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司洗選煤分公司,吉林琿春 133300)

隨著煤炭生產(chǎn)自動(dòng)化水平的不斷提高,機(jī)械化程度的不斷增加,大運(yùn)量、長距離的帶式輸送機(jī)使用的范圍越來越廣,特別在煤礦企業(yè)應(yīng)用更加頻繁。當(dāng)前由于煤礦企業(yè)生產(chǎn)集中,負(fù)荷較大這就造成帶式輸送機(jī)負(fù)載極不均勻,并且啟動(dòng)問題明顯突出。而在帶式輸送機(jī)上應(yīng)用軟啟動(dòng)器就有著非常重要的意義。本文首先闡述軟啟動(dòng)器在煤礦帶式輸送機(jī)上應(yīng)用的工作原理,重點(diǎn)論述軟啟動(dòng)器控制和煤礦帶式輸送機(jī)上軟啟動(dòng)器的應(yīng)用。

軟啟動(dòng)器 煤礦 帶式輸送機(jī)

帶式輸送機(jī)由于運(yùn)輸能力大、運(yùn)行可靠、效率高、對(duì)地形適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)已成為當(dāng)今煤礦井下運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備。膠帶輸送機(jī)的電氣軟啟動(dòng)由于控制精度高、控制靈活、體積小等優(yōu)點(diǎn)是將來的發(fā)展趨勢。

軟啟動(dòng)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(dòng)將仍然以性價(jià)比較高的晶閘管降壓軟啟動(dòng)為主要形式。從長期看，隨著變頻器價(jià)格的逐漸下降，可靠性的進(jìn)一步提高，也隨著技術(shù)人員水平的提高，變頻軟起動(dòng)將成為軟起動(dòng)的主流。我國帶式輸送機(jī)的技術(shù)水平仍然落后于國際先進(jìn)水平，對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)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(dòng)技術(shù)于20世紀(jì)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(dòng)器的價(jià)格略高于自耦變壓器啟動(dòng)器和Y／△啟動(dòng)器，系統(tǒng)工作時(shí)對(duì)電網(wǎng)無過大沖擊，可大大降低系統(tǒng)的配電容量，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)小。啟動(dòng)、停車平滑穩(wěn)定，可提高電動(dòng)機(jī)的使用壽命和經(jīng)濟(jì)效益。

1 軟啟動(dòng)器在煤礦帶式輸送機(jī)上應(yīng)用的工作原理

(1)由交流軟啟動(dòng)組成部分實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)功能的軟啟動(dòng)器的順利運(yùn)轉(zhuǎn)，而分?jǐn)嗟墓δ苁怯呻姶艈?dòng)組成部分來實(shí)現(xiàn)的。

(2)由接觸器和隔離換相開關(guān)組合而成了軟啟動(dòng)器的電磁啟動(dòng)部分。在軟啟動(dòng)出現(xiàn)故障的情況下，在直接啟動(dòng)的位置上放置芯架旋鈕，它有著健全的電磁啟動(dòng)器作用。

(3)以反并聯(lián)三組功率較大的可控硅充當(dāng)可控硅模塊的軟起動(dòng)器交流軟起動(dòng)組成部分的核心部件借助特種雙回路的調(diào)節(jié)器。在啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的時(shí)候，能夠根據(jù)用戶想要設(shè)計(jì)的曲線來自動(dòng)化地控制電動(dòng)機(jī)，且確保啟動(dòng)器穩(wěn)定和平滑地完成啟動(dòng)的整個(gè)過程。在完成啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的過程之后，憑借調(diào)節(jié)器對(duì)交流接觸器的吸合進(jìn)行控制，以及對(duì)任何的可控硅進(jìn)行短接，進(jìn)而確保在電網(wǎng)直接性地投入電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)全壓的工作。

(4)軟啟動(dòng)器非常得便于安裝，僅僅要求在饋電開關(guān)和電機(jī)間接軟啟動(dòng)器，其次序是電源饋電開關(guān)—軟啟動(dòng)器—電動(dòng)機(jī)。

2 軟啟動(dòng)器控制

2.1 電壓突跳啟動(dòng)控制

一部分的負(fù)載，在靜止情況之下有著較大的靜阻力距，在一開始啟動(dòng)電機(jī)的時(shí)候要求的轉(zhuǎn)矩比較大，在轉(zhuǎn)動(dòng)其電機(jī)之后，阻力矩會(huì)比較小，為此，啟動(dòng)的時(shí)候加設(shè)一小段時(shí)間的高電壓，進(jìn)而對(duì)阻力矩進(jìn)行克服。

2.2 電壓斜坡啟動(dòng)控制

作為一種開環(huán)控制形式的電壓斜坡啟動(dòng)控制屬于早期的軟啟動(dòng)器啟動(dòng)形式。根據(jù)之前設(shè)計(jì)的曲線的改變決定電壓，而斜坡上升的時(shí)間決定了它的斜率。除此之外，在啟動(dòng)的開始時(shí)候的電壓會(huì)比相應(yīng)的值(通常大概是120V)低的情況下，負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于電機(jī)轉(zhuǎn)矩，電機(jī)會(huì)難以工作，并且也會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的發(fā)熱，為此，并非由0開始提升的電壓斜坡啟動(dòng)控制形式的電壓。一般會(huì)結(jié)合負(fù)載的特點(diǎn)設(shè)置成電動(dòng)機(jī)要求的最小電壓，也能夠設(shè)定成為兩段斜率的啟動(dòng)。

2.3 電流限幅啟動(dòng)控制

因?yàn)閷儆陂_環(huán)控制的電壓斜坡啟動(dòng)控制，所以在系統(tǒng)出現(xiàn)改變的情況，不可以自動(dòng)化地調(diào)節(jié)斜坡上升率，這樣電流往往高于期望的值，鑒于此，電流限幅啟動(dòng)控制的形式得以出現(xiàn)。屬于一種閉環(huán)控制形式的電流限幅起動(dòng)控制在啟動(dòng)工作的過程當(dāng)中，憑借反饋信號(hào)持續(xù)地實(shí)施采樣，以及對(duì)電機(jī)的電流進(jìn)行調(diào)整。如此的控制形式尤其適應(yīng)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，它的限幅值處于2.51N～51N之間。在電網(wǎng)容量受到限制的情況下，電機(jī)能夠憑借最小的啟動(dòng)電流進(jìn)行迅速地啟動(dòng)。

3 煤礦帶式輸送機(jī)上軟啟動(dòng)器的應(yīng)用

(1)針對(duì)帶式輸送機(jī)來講，不能夠防止出現(xiàn)壓煤、重載啟動(dòng)、大重量負(fù)載的情況，而處理帶式輸送機(jī)的大重量負(fù)載設(shè)計(jì)了軟啟動(dòng)器，尤其適宜在重載啟動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)模式、啟動(dòng)頻率高的地方應(yīng)用，這有效地控制軟啟動(dòng)器，能夠使皮帶的動(dòng)態(tài)張力得到很好地控制，從而使皮帶的應(yīng)用年限得以延長。

(2)借助軟啟動(dòng)一拖二形式組合而成的皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以使啟動(dòng)電機(jī)過程中的電流降低，這顯著地優(yōu)化了壓降。并且也使啟動(dòng)過程當(dāng)中的冗余轉(zhuǎn)矩減少，在很大程度上使裝置在停車與啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊以及對(duì)系統(tǒng)的機(jī)械沖擊消除。軟啟動(dòng)器還有著電機(jī)的一系列保護(hù)功能和理想的人機(jī)界面，便于用戶診斷故障與設(shè)定參數(shù)，在內(nèi)部發(fā)生故障的情況下能夠?qū)⒏邏和５?，以及裝設(shè)的能夠直接啟動(dòng)電機(jī)的真空接觸器能夠確保軟啟動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下對(duì)電機(jī)進(jìn)行直接性地啟動(dòng)，進(jìn)而確保生產(chǎn)的不間斷性。

(3)在不斷提高的煤礦機(jī)械化能力影響之下，新式帶式輸送機(jī)越來越大的電機(jī)功率以及發(fā)展大型化的需要，也要求對(duì)其應(yīng)用年限進(jìn)行延長以及比較高的輸送皮帶保護(hù)。電機(jī)軟啟動(dòng)器的應(yīng)用，能夠使電機(jī)的啟動(dòng)電流降低，啟動(dòng)的過程穩(wěn)定可靠，能夠使近似于恒流的啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)，從而增加了幾倍的有效啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并且大大地提高了安全性與運(yùn)輸性能。與此同時(shí)，機(jī)械沖擊降低，以及顯著地優(yōu)化了皮帶機(jī)的受力現(xiàn)狀，從而有效地減少了事故的出現(xiàn)。此外，軟啟動(dòng)器還能夠從整個(gè)過程上保護(hù)電機(jī)。

4 結(jié)語

總起來說，隨著我國科技技術(shù)的發(fā)展，采煤機(jī)械化程度的提高，煤礦帶式輸送機(jī)也向著大傾角、大運(yùn)量、長距離、高強(qiáng)度、高速度、多點(diǎn)多驅(qū)動(dòng)單元等方向發(fā)展，煤礦帶式輸送機(jī)應(yīng)用軟啟動(dòng)器，經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐證明，的確收到了良好的效果，不僅降低了帶式輸送機(jī)的運(yùn)行成本，而且還大大提高了帶式輸送機(jī)的可靠性和安全性，為煤礦企業(yè)的高產(chǎn)高效奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，促進(jìn)了礦井的和諧健康發(fā)展。

[1]吳劍.基于單片機(jī)的交流電機(jī)軟啟動(dòng)節(jié)能設(shè)計(jì)[J].科技信息,2009 (25).

[2]戴廣成.單片機(jī)在交流電機(jī)軟啟動(dòng)器中的應(yīng)用[J].測控技術(shù),2003, 22(2).

許敦輝(1964—),男,漢族,吉林省龍井縣人。1985年畢業(yè)于遼源煤炭工業(yè)學(xué)校,大?！，F(xiàn)在吉林省琿春礦業(yè)(集團(tuán))有限公司洗選煤分公司從事煤礦機(jī)電技術(shù)管理工作,工程師。