電機軟啟動器在強力皮帶機上的應(yīng)用

0 引 言
　　在井下煤礦生產(chǎn)中，三相異步電動機被廣泛使用。為了減少機械沖擊，緩解電網(wǎng)工作壓力，對電機采用了各種降壓啟動方式，主要有定子串電抗器、y／△和串自耦變壓器等啟動方式，對膠帶輸送機則大量采用液力偶合器啟動方式。這幾種啟動方式都存在設(shè)備體積過大、啟動過程中電壓不能線性變化、切換過程中不能避免電氣和機械沖擊、設(shè)備故障率高等缺陷。為解決上述存在的問題，可選用目前普遍采用的先進(jìn)的微處理器控制技術(shù)和電力電子技術(shù)的電機軟啟動器，可最大限度地消除電氣和機械沖擊，延長設(shè)備的使用壽命。
1 電機軟啟動器的工作原理
　　控制交流異步電機的電機轉(zhuǎn)距與加在定子端的電壓平方成正比，同時電機電流與定子電壓成正比。因此可以通過控制加在電機定子上的電壓對電機加速轉(zhuǎn)距和啟動電流進(jìn)行限制，以降低電機啟動時所產(chǎn)生的過高啟動電流和啟動力矩。電壓的變化可通過控制晶閘管的導(dǎo)通角來實現(xiàn)。軟啟動器主回路每相由兩只晶閘管反并聯(lián)，采用全數(shù)字無矢量控制技術(shù)。工作時，CPU收到控制信號后，根據(jù)用戶的設(shè)定自動控制晶閘管觸發(fā)脈沖移相，使得電機按設(shè)定的曲線平滑啟動。啟動結(jié)束后，CPU發(fā)出信號，使旁路真空接觸器進(jìn)入正常工作狀態(tài)，晶閘管暫停工作。需要停車時，給出停車信號，CPU控制真空管接觸器斷開，同時控制晶閘管觸發(fā)脈沖移相（與啟動時方向相反），由晶閘管完成軟停車過程。慣性停車時，CPU直接控制真空接觸器斷開，電機斷電，實現(xiàn)慣性停車。
2 電機軟啟動器在強力皮帶機上的應(yīng)用
　　淮北礦業(yè)集團朱仙莊礦南翼強力皮帶機系統(tǒng)，共有4部皮帶機，擔(dān)負(fù)著全礦70％左右的原煤運輸任務(wù)，每天工作在20 h以上，工作負(fù)荷較大，是全礦的咽喉部位。皮帶的參數(shù)如下：
　　L1=1812m；L2=1041m；L3=1423m；
　　L4=1348m；V=2m／s；
　　Bl=B2=B3=1m；B4=0．8m；Ue=66OV；
　　Ie=165A；
　　Pl=160kW×2；P2=P3=P4=160kW
　　以上4部皮帶原驅(qū)動方式均為直接啟動，由于運送距離長、啟動電流大，經(jīng)常造成磁力啟動器及上級配電開關(guān)跳閘，導(dǎo)致重載失敗，磁力啟動器燒毀，降低供電電源質(zhì)量。同時4部皮帶機不同程度出現(xiàn)減速器、電機、液力偶合器損壞，滾筒、接頭等維修量較大，事故率較高，嚴(yán)重影響全礦的正常生產(chǎn)。
　　2003年底，朱仙莊礦為徹底解決上述存在的問題，選擇并安裝了5臺由上海煤安煤礦電器有限公司生產(chǎn)的GRBⅢ-1140／400A礦用隔爆型電機軟啟動器，取得了良好的效果。
　　（1）電機的啟動電流由原來的1150A降到700A左右，未出現(xiàn)過因啟動電流過大而跳閘的現(xiàn)象，提高了電源的供電質(zhì)量，改善了變壓器及開關(guān)的工作狀況。
　?。?）皮帶啟動時間由原來的6 s延長到12 s，降低了機械沖擊，皮帶機的受力狀況得到了明顯的改善。減速器、電機、液力偶合器、滾筒、接頭、膠帶等使用壽命延長，維修周期大大延長，同時大大降低了材料的投入，對皮帶機強度的要求也降低了。
　　（3）事故率大大降低。通過一年多的運行，效果良好，軟啟動器從未出現(xiàn)過鼓障，徹底消除了因減速器、電機、液力偶合器等故障而影響皮帶的安全運轉(zhuǎn)狀況。
　　（4）電機軟啟動器電路無相序，啟動過程平穩(wěn)可靠，實現(xiàn)近似恒流啟動，可使有效啟動轉(zhuǎn)距增加到3～4倍，可以消除減速器的沖擊跳動，同時啟動能力增加，運輸能力和安全性能得以較大提高。
　?。?）該軟啟動器采用了快開門形式，與磁力啟動器功能合二為一。在第一代的基礎(chǔ)上增加了電機隔離換向開關(guān)、綜合保護(hù)單元和運行顯示功能，可滿足生產(chǎn)過程中各種控制要求，同時對電機實現(xiàn)全過程保護(hù)。由于GRBⅢ礦用隔爆型電機軟啟動器的質(zhì)量可靠，實現(xiàn)了免維護(hù)。