趙振清 宋坤 劉景勇

（克州恒澤投資有限公司 新疆阿克蘇 842300）

論軟起動器在采煤機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

趙振清 宋坤 劉景勇

（克州恒澤投資有限公司 新疆阿克蘇 842300）

針對克州恒澤投資有限公司11706綜采工作面500 kVA移動變電站額定容量小，供電距離遠等問題，克州恒澤投資有限公司采用QJR-400/1140型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型軟起動器（簡稱軟起動器）控制采煤機，降低采煤機起動時的電壓降及對電網(wǎng)的沖擊，減少采煤機起動瞬間的機械沖擊，改善采煤機的工作條件，實現(xiàn)綜采工作面的安全高效生產(chǎn)。

采煤機；起動器；電網(wǎng)沖擊；軟起動器

1 概述

采煤機是綜合機械化采煤系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分，是決定回采效率的關(guān)鍵。采煤機能否可靠、高效運行決定著一個煤礦企業(yè)的命運。

目前，我國國產(chǎn)MG系列采煤機牽引電動機、截割電動機及調(diào)高泵電動機全部采用礦用型三相交流異步，該類型在全壓起動器時的起動器電流為額定電流的5～7倍，這種大電流會對電網(wǎng)造成很大沖擊，引起電網(wǎng)的頻繁故障，嚴重時可能會引起采煤機電氣控制系統(tǒng)損壞。

為了降低起動電流對電網(wǎng)造成的沖擊，一般對大型設(shè)備的主要電動機采取降壓起動器方式。目前，國內(nèi)使用比較經(jīng)濟的控制方式是采用礦用隔爆兼本質(zhì)安全型真空軟起動器控制采煤機，不僅節(jié)省投入還可以大大降低電網(wǎng)沖擊，延長設(shè)備的使用壽命。

2 MG160/375-WD1采煤機特點

我礦使用的MG160/375-WD1型四象限電牽引采煤機由天地科技股份有限公司上海分公司生產(chǎn)，行走機構(gòu)控制采用機載式交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，適用采高范圍1.6m～3.2m，在傾角不大于45°煤質(zhì)中硬以下煤層中廣泛應(yīng)用。其截割功率為2×160 kW,總裝機功率375 kW。

該采煤機主要特點：（1）控制開關(guān)吸合時左右截割電動機及調(diào)高泵電動機同時起動，沒有分路控制斷路器，一次性起動額定功率達325.5kW，起動電流對電網(wǎng)沖擊較大。（2）多電動機橫向布置，整機結(jié)構(gòu)緊湊。（3）截割電動機、牽引電動機等主要元件均可從采空區(qū)側(cè)抽出，方便維修、更換。該機無底托架，從而加大機身下面的過煤高度，牽引與行走做成一體，縮小了機身寬度。（4）整體彎搖臂結(jié)構(gòu)，剛性好，過煤空間大，裝煤效果好。（5）可實現(xiàn)四象限工作的優(yōu)越特性，適合在煤層傾角較大的工作面使用。（6）操作方便，可靠性高，事故率低，可滿足高產(chǎn)高效工作面的需要。（7）采用遙控發(fā)射機，可離機控制，降低司機操作過程中的危險性。

3 QJR-400/1140型軟起動器的工作原理

由于交流異步電動機電流與定子電壓、轉(zhuǎn)矩與加在定子端的電壓平方均成正比。軟起動器通過控制晶閘管的導通角來實現(xiàn)電壓控制，在起動過程中，CPU收到控制信號后，自動控制晶閘管觸發(fā)脈沖移相，使電動機平滑起動。設(shè)定的起動時間到，CPU給出信號，旁路真空接觸器吸合，晶閘管暫停工作。停車時，軟起動器收到停車信號，CPU控制斷開真空接觸器，同時控制晶閘管觸發(fā)脈沖移相（與起動時方向相反），由晶閘管完成延時停車（軟停車）。軟起動器電氣布置示意圖見圖1。

圖1 軟起動電氣布置示意圖

4 軟起動器的應(yīng)用優(yōu)點

4.1 軟起動器使得設(shè)備使用壽命延長

軟起動器過程中，電壓由零值逐漸上升到額定電壓，而在此過程中采煤機的牽引電動機、截割電動機及調(diào)高泵電動機起動器時間得以延長。在此前提下，相對于傳統(tǒng)的直接起動方式而言，電動機起動電流減小，減小了對電網(wǎng)的沖擊；同時設(shè)備受力均勻，避免了采煤機重負荷下無法起動的現(xiàn)象，延長了設(shè)備的使用壽命，也節(jié)省了設(shè)備磨損、損壞帶來的經(jīng)濟損失。

4.2 實現(xiàn)系統(tǒng)保護，避免機械事故發(fā)生

采用軟起動裝置，在采煤機系統(tǒng)起動過程中提供承載保護的同時，也對短路、欠壓等進行保護，并通過內(nèi)部CPU讀取系統(tǒng)電動機參數(shù)，進行過程診斷與監(jiān)控，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的全過程的監(jiān)控與保護，使得采煤機正常起動與運行。此外，如果采煤機起動器負荷過大，在此前提下，如果采用傳統(tǒng)的直接起動方式，會產(chǎn)生較大的沖擊電壓，進一步導致機械事故的可能性增大，而軟起動器可以大大降低起動沖擊電壓，實現(xiàn)電壓平穩(wěn)降低，降低了機械事故發(fā)生的概率。

5 軟起動器在11706工作面的應(yīng)用

克州恒澤投資有限公司為主立井-副斜井提升方式，目前僅有11706綜采工作面一個回采面，由于煤倉容量過小，采煤機平均每小時停機一次，同時由于工作面僅配備一臺500kVA移動變電站供電，供電額定配置較小，供電距離相對較長（最遠供電距離600m），采煤機的頻繁起動經(jīng)常造成上級

開關(guān)跳閘，導致重負荷起動失敗，降低了供電電源質(zhì)量，影響全礦的正常生產(chǎn)。

為徹底解決上述問題，同時考慮最高性價比，克州恒澤投資有限公司選擇安裝QJR-400/1140型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型軟起動器（簡稱軟起動器）控制采煤機，取得了良好的效果。

5.1 電動機起動器電流大大減小，從通常的額定電流的6～7倍，降到2～3倍，起動瞬間電流最大達到600 A左右，從而大大降低起動電流對電網(wǎng)的沖擊，提高了供電電源質(zhì)量。

5.2 采煤機起動時隨著時間的延長軟起動器顯示電壓從500 V左右逐漸升高至1140 V，起動電流從600 A左右逐漸降低至78 A左右。柔性起動過程降低了機械沖擊，減少機械部件損壞幾率，降低了配件、材料投入。

5.3 一般綜采工作面需要配備2臺500 kVA移動變電站或1臺800 kVA移動變電站為采煤機和工作面運輸機供電，采用QJR-400/1140型軟起動器控制采煤機，對變壓器額定容量要求較小，我礦11706綜采工作面僅配備一臺500 kVA移動變電站為采煤機和工作面運輸機供電，完全滿足供電需求，節(jié)省設(shè)備購置支出約20萬元。

6 結(jié)語

克州恒澤投資有限公司通過應(yīng)用軟起動器這一交流電動機現(xiàn)代主流起動器方式，通過降低設(shè)備的機械、電流沖擊，最大限度降低了設(shè)備的故障率，確保了礦井安全高效的生產(chǎn)，使得克州恒澤投資有限公司產(chǎn)量逐步提升。

[1]郭雨.煤礦機電設(shè)備[M].中國礦業(yè)大學出版社,2005．

[2]孫國蘭.煤礦機電學[M].勞動社會保障出版社,2005．

[3]王太續(xù),張廣軍.綜采電氣設(shè)備操作與維修工[M].煤炭工業(yè)出版社,1993．

趙振清（1966—），男，遼寧寬甸人，主要從事煤礦機電維護管理工作。