王粉 楊志強(qiáng) 燕云龍

摘?要： 通過(guò)對(duì)刮板機(jī)的起動(dòng)特點(diǎn)的分析，找出了刮板機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中存在的問(wèn)題。對(duì)新型礦用刮板機(jī)重載軟起動(dòng)進(jìn)行分析、比較、研究，得出了對(duì)刮板機(jī)起動(dòng)的合理的技術(shù)研究。

關(guān)鍵詞： 刮板機(jī);軟起動(dòng);重載

Study on New High Power Soft Start Device of Scraper Conveyor

Wang Fen?Yang Zhiqiang?Yan Yunlong

【Abstract】Based on the analysis of the starting characteristics of the scraper，the problems in the starting process of the scraper are found out.This paper analyzes，compares and studies the heavy load soft start of the new mining scraper machine，and obtains the reasonable technical research on the scraper soft start.

【Key words】Scraper Conveyor;Soft Start;High Power

【中圖分類(lèi)號(hào)】TD528.13?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?【文章編號(hào)】1674-3733（2020）03-0203-01

1?概述

現(xiàn)有的軟起動(dòng)方法普遍采用降低起動(dòng)電壓的方法來(lái)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的，由于電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與其繞組所加電壓的平方成正比，當(dāng)定子電壓降低時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩會(huì)降低很多，所以，降壓起動(dòng)只適合空載或輕載起動(dòng)，一般起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小于額定轉(zhuǎn)矩的50%左右，對(duì)于重載起動(dòng)的電機(jī)并不適用。為了提高軟起動(dòng)器的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，降低起動(dòng)電流和電壓，本新型礦用刮板機(jī)重載軟起動(dòng)采用“限流+突跳起動(dòng)”技術(shù)等來(lái)合理協(xié)調(diào)電流、電壓、頻率、電機(jī)、負(fù)載等之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了真正的重載軟起動(dòng)，并且提高了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，減小了起動(dòng)電流，特別適合于需重載起動(dòng)的礦用刮板機(jī)設(shè)備。

2?礦用刮板機(jī)起動(dòng)的控制特點(diǎn)

綜采工作面刮板機(jī)工作條件惡劣，刮板機(jī)鏈條運(yùn)動(dòng)的靜摩擦力很大，特別是刮板機(jī)停機(jī)后，還有落煤給刮板機(jī)加載產(chǎn)生“壓溜”，造成設(shè)備起動(dòng)困難。同時(shí)受煤礦井下電網(wǎng)容量、空間限制，又處于爆炸性氣體與煤塵的環(huán)境中，使解決井下大型運(yùn)輸設(shè)備的重載難起動(dòng)問(wèn)題更加艱難。刮板機(jī)的起動(dòng)控制有以下特點(diǎn)：

1）盡可能降低的起動(dòng)電流，以減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊、電機(jī)發(fā)熱和供電系統(tǒng)的影響。

2）由于刮板機(jī)起動(dòng)初始為吸收間隙的空載運(yùn)動(dòng)，要求電機(jī)此時(shí)轉(zhuǎn)矩要小，速度要慢;由靜止轉(zhuǎn)為運(yùn)動(dòng)時(shí)，要求電動(dòng)機(jī)有足夠大的轉(zhuǎn)矩來(lái)克服靜摩擦阻力，并且能有平穩(wěn)提升的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和符合要求的機(jī)械特性曲線(xiàn)，逐步加速;克服靜摩擦后，負(fù)載會(huì)明顯減少，此時(shí)電機(jī)的力矩提升又相對(duì)變慢，這樣才可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)起動(dòng)。

3?礦用刮板機(jī)重載軟起動(dòng)技術(shù)分析

針對(duì)刮板機(jī)等煤礦應(yīng)用較多且運(yùn)行負(fù)載較大的設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)其電動(dòng)機(jī)重載起動(dòng)時(shí)對(duì)供配電線(xiàn)路保護(hù)需求的目的，使該類(lèi)電動(dòng)機(jī)設(shè)備具備調(diào)壓起動(dòng)、限流起動(dòng)、限流+突跳起動(dòng)、切頻起動(dòng)、全壓起動(dòng)、自由停車(chē)、軟停車(chē)等功能，從而發(fā)揮對(duì)供配電線(xiàn)路和電機(jī)進(jìn)行綜合保護(hù)的作用。重載軟起動(dòng)器一般有以下幾種起動(dòng)方式：

（1）限流起動(dòng)方式：起動(dòng)器接到起動(dòng)信號(hào)后，使主接觸器吸合，根據(jù)負(fù)載電機(jī)的電流狀態(tài)，按適當(dāng)?shù)拈]環(huán)控制策略，控制輸出電壓，使被控電機(jī)的端電壓非線(xiàn)性增大，依電機(jī)的調(diào)壓特性運(yùn)行，使被控電機(jī)進(jìn)行緩慢起動(dòng)，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，交流真空接觸器閉合，旁路可控硅組件，完成起動(dòng)過(guò)程。

（2）限流+突跳起動(dòng)方式：起動(dòng)器接到起動(dòng)信號(hào)后，使主接觸器吸合，開(kāi)始控制輸出電壓，同時(shí)檢測(cè)負(fù)載電機(jī)的電流狀態(tài)，當(dāng)電流達(dá)到4Ie時(shí)，進(jìn)行500ms的全壓突跳起動(dòng)然后轉(zhuǎn)限流起動(dòng)，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，交流真空接觸器閉合，旁路可控硅組件，完成起動(dòng)過(guò)程。

（3）直接起動(dòng)方式：僅在軟起無(wú)法正常工作情況下采取的緊急措施。此時(shí)本起動(dòng)器同一般真空磁力起動(dòng)器功能相同。接到起動(dòng)信號(hào)后，主接觸器先閉合，接著交流真空接觸器閉合，完成起動(dòng)過(guò)程。

4?重載軟起動(dòng)的性能

4.1?起動(dòng)性能。在電動(dòng)機(jī)空載、半載、滿(mǎn)載的情況下，起動(dòng)器均能平穩(wěn)起動(dòng)。調(diào)壓起動(dòng)、限流起動(dòng)、限流+突跳起動(dòng)方式下，電機(jī)起動(dòng)力矩/額定力矩≥1;切頻起動(dòng)方式下，電機(jī)起動(dòng)力矩/額定力矩≥1.4。

4.2?保護(hù)性能

（1）晶閘管過(guò)熱保護(hù)

三只分別安裝在晶閘管散熱器上的溫度繼電器并聯(lián)，進(jìn)行溫度檢測(cè)。當(dāng)某散熱器上的溫度超過(guò)70±5℃時(shí)，溫度繼電器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)晶閘管的過(guò)熱保護(hù)。

（2）漏電閉鎖保護(hù)

主電路額定電壓V閉鎖動(dòng)作值kΩ解鎖動(dòng)作值kΩ閉鎖動(dòng)作值允許誤差%

66022≤33+20

114040≤60+20

檢測(cè)回路電流小于1mA。在停止運(yùn)行時(shí)檢測(cè)負(fù)載線(xiàn)路絕緣情況，當(dāng)絕緣電阻下降到閉鎖值以下時(shí)，輸出閉鎖，起動(dòng)器不能起動(dòng)。

（3）過(guò)載、過(guò)流保護(hù)

工作電流/整定電流動(dòng)作時(shí)間起始狀態(tài)

1.12h不動(dòng)作冷態(tài)

1.35min

1.61min

58s

（4）短路保護(hù)

起動(dòng)過(guò)程中當(dāng)電流達(dá)到8Ie（+20%，-10%）整定電流時(shí)，短路保護(hù)動(dòng)作切斷起動(dòng)器，動(dòng)作時(shí)間0.2～0.4s。短路保護(hù)用復(fù)位按鈕手動(dòng)復(fù)位。

（5）堵轉(zhuǎn)保護(hù)

在電機(jī)全壓運(yùn)行過(guò)程中，控制器檢測(cè)負(fù)載電流，當(dāng)電流達(dá)到2倍Ie整定電流時(shí)，控制器發(fā)出運(yùn)行過(guò)載故障信號(hào)，PLC動(dòng)作切斷起動(dòng)器。

（6）晶閘管過(guò)電壓保護(hù)

起動(dòng)器的晶閘管兩端設(shè)置壓敏電阻及阻容保護(hù)。壓敏電阻漏電流1mA，電壓為2200V。

（7）36VAC漏電監(jiān)視保護(hù)

當(dāng)外供36V電源絕緣電阻下降到3kΩ±10%以下時(shí)，漏電監(jiān)視保護(hù)動(dòng)作，切斷外供36V電源。

5?結(jié)論

伴隨傳動(dòng)控制對(duì)自動(dòng)化要求的不斷提高，采用可控硅為主要器件、控制器為控制核心的智能型礦用刮板機(jī)重載軟起動(dòng)器，由于其軟起動(dòng)性能優(yōu)良、體積小、重量輕，并且具有智能控制及多種保護(hù)功能，而且各項(xiàng)起動(dòng)參數(shù)可根據(jù)不同負(fù)載進(jìn)行調(diào)整，其負(fù)載適應(yīng)性很強(qiáng)。因此軟起動(dòng)器將逐步取代落后的Y/Δ、自耦減壓和磁控式等傳統(tǒng)的減壓起動(dòng)設(shè)備將成為必然，是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。