孫一平（山東畜牧獸醫(yī)職業(yè)學院,山東 濰坊 261061）

機械電子式軟啟動裝置

孫一平
（山東畜牧獸醫(yī)職業(yè)學院,山東 濰坊 261061）

摘 要：當機械設(shè)備載重特別大的情況下，直接啟動可能會導致機械損耗過大或發(fā)生故障，因此通過軟啟動裝置，可實現(xiàn)機械系統(tǒng)的漸進性起動，從而達到穩(wěn)定或保護的目的。機械電子式軟啟動裝置的設(shè)計滿足了重型機械的起動需要同時滿足了交流電動機的起動特性。目前國外已經(jīng)提出了大功率的機械傳動措施，在這種措施上使用機械電子式軟啟動裝置對機械行業(yè)的發(fā)展起到了重要的作用。本文將對機械電子式軟啟動裝置的特性進行分析，簡要的介紹機械電子式軟啟動裝置的工作原理，希望讀者對機械電子式軟啟動裝置有一定的認識。

關(guān)鍵詞：機械電子;軟啟動裝置;過載保護

機械電子式軟啟動指的是當機械設(shè)備載重特別大的情況下，直接啟動可能會導致機械損耗過大或發(fā)生故障，因此通過軟啟動裝置，實現(xiàn)機械系統(tǒng)的漸進性起動，從而達到穩(wěn)定或保護的目的。機械軟啟動裝置一經(jīng)運用以來就顯示了其突出的優(yōu)勢。最大的優(yōu)點就是可以實現(xiàn)機械裝置的過載保護，避免了機械設(shè)備的損傷，同時機械電子軟啟動裝置結(jié)構(gòu)方面比較簡單，在機械工作中比較容易操作，傳動的效率也比較高。西方一些機械大國從1970年左右便著手研究機械電子軟啟動裝備。隨著我國科學技術(shù)的發(fā)展，近幾年我國國內(nèi)的有關(guān)部門也開始加快對軟啟動裝置的研發(fā)，使得軟啟動的技術(shù)發(fā)展水平逐步提升。

1 機械電子式軟啟動裝置的原理及組成機制

機械電子式軟啟動裝置是一種計算機時代的產(chǎn)物，其結(jié)合了計算機、傳感等機電一體化技術(shù)具有較好的工作性能。機械電子式軟啟動裝置目前大概可以分為下列幾類：斜坡電壓（優(yōu)點：易操作，缺點：不限流）、斜坡恒流、階躍式。

機械電子式軟啟動裝置主要分為控制系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)，機械式電子軟啟動裝置是通過計算機控制PLC，再由PLC裝置發(fā)出的電信號觸發(fā)變頻器接下來傳遞給調(diào)速電機，電機通過控制主電機上的差動行星輪系從而控制最終端的輸送機[1]。機械電子式軟啟動裝置的機械傳動結(jié)構(gòu)圖見圖1。

圖1 機械傳動系統(tǒng)的原理圖

圖1中的電機9是主電機，其用來控制差動行星減速機構(gòu)，電機8則是調(diào)速電機，用來進行機構(gòu)之間的差動傳動。在圖中我們可以看到，主電機通過軸連接至1，1和2相嚙合，2把運動傳遞給軸b，再通過3驅(qū)動H，通過c把動力輸出。調(diào)速電機8通過蝸輪蝸桿的作用來控制c軸的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)無級調(diào)速。在剛剛啟動的時候，可編程控制器輸送一個信號給變頻器，從而先啟動調(diào)速電機。電機8經(jīng)過蝸輪蝸桿的傳動后把動力傳遞給電機9,這樣就基本上完成了電機的空載狀態(tài)的起動，接下來通過可編程控制器控制變頻器，使軸的速度逐漸趨向工作速度，在系統(tǒng)的設(shè)計過程中，由于電機9的轉(zhuǎn)速已經(jīng)知道了，可以使用變頻器對調(diào)速電機8進行控制，這樣就能保持電機8、9之間保持一定的比例。過去通常在使用時都采用硬啟動的方式，這種直接把電機和電源相連接的方式電機起動的過程中會產(chǎn)生較大的電流，很容易導致設(shè)備過載，嚴重損害了機械的壽命，也浪費了資源。通過上面的分析我們發(fā)現(xiàn)軟啟動的機械原理可以實現(xiàn)機械設(shè)備的限流功能，避免了沖擊力，能夠延長機械的使用壽命。

2 機械電子式軟啟動裝置的控制系統(tǒng)及PLC簡介

機械電子式軟啟動裝置的控制系統(tǒng)非常重要，主要是由計算機、PLC、主電機、變頻器、差動輪系、調(diào)速電機、輸送帶等部分組成，工作原理已經(jīng)在上一節(jié)中論述，在此就不再贅述。機械電子式軟啟動裝置的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要依靠計算機進行，工作過程中由計算機對可編程控制器發(fā)出電信號，即可以持續(xù)的發(fā)送數(shù)據(jù)給PLC[2]。當機械設(shè)備開始工作的時候，控制系統(tǒng)也將會啟動，可編程控制器首先啟動控制調(diào)速電機，可編程控制器通過控制變頻器從而控制電機8的轉(zhuǎn)速，逐漸使其達到預(yù)定的工作轉(zhuǎn)速。隨后隨著電機9的起動，負載端也被加入，在可編程控制器的控制下，負載慢慢的提升至工作轉(zhuǎn)速。通過這種模式的啟動裝置有兩個好處，首先其滿足了電動機負載下能夠平滑的啟動，大大降低了對供電設(shè)備的損害，其次可以有效的實現(xiàn)自動化控制。機械電子式軟啟動裝置主要是依靠可編程控制系統(tǒng)和兩個電機和差動輪系組成，這種機械的有效傳動能夠在一定程度上滿足了無級調(diào)速，是一種比較令人滿意的起動系統(tǒng)。

3 結(jié)語

機械電子軟啟動裝置可實現(xiàn)機械系統(tǒng)的漸進性起動，從而達到穩(wěn)定或保護的目的。首先其滿足了電動機負載下能夠平滑的啟動，大大降低了對供電設(shè)備的損害，其次可以有效的實現(xiàn)自動化控制。本文對機械電子式軟啟動裝置的特性進行了簡要的分析，簡單的介紹了機械電子式軟啟動裝置的工作原理。希望廣大機械行業(yè)的工作者對機械電子式軟啟動裝置有一個深刻的認識，不斷把這種技術(shù)運用到工作過程中，并結(jié)合實際工作過程對該技術(shù)進行改進與創(chuàng)新，從而推動我國機械行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

[1]何曉燕.機械電子式軟啟動裝置控制系統(tǒng)及軟件設(shè)計[J].機械工程與自動化,2005(03):36-38.

[2]陳延康.機械控制工程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社,2003:23-30.

作者簡介：孫一平(1982-)，女，碩士，研究方向：機械電子工程。