技術(shù)頻道

      電機(jī)軟啟動(dòng)器在強(qiáng)力皮帶機(jī)上的應(yīng)用

      0 引 言
        在井下煤礦生產(chǎn)中,三相異步電動(dòng)機(jī)被廣泛使用。為了減少機(jī)械沖擊,緩解電網(wǎng)工作壓力,對(duì)電機(jī)采用了各種降壓?jiǎn)?dòng)方式,主要有定子串電抗器、y/△和串自耦變壓器等啟動(dòng)方式,對(duì)膠帶輸送機(jī)則大量采用液力偶合器啟動(dòng)方式。這幾種啟動(dòng)方式都存在設(shè)備體積過大、啟動(dòng)過程中電壓不能線性變化、切換過程中不能避免電氣和機(jī)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(jī)軟啟動(dòng)器,可最大限度地消除電氣和機(jī)械沖擊,延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。
      1 電機(jī)軟啟動(dòng)器的工作原理
        控制交流異步電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)距與加在定子端的電壓平方成正比,同時(shí)電機(jī)電流與定子電壓成正比。因此可以通過控制加在電機(jī)定子上的電壓對(duì)電機(jī)加速轉(zhuǎn)距和啟動(dòng)電流進(jìn)行限制,以降低電機(jī)啟動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的過高啟動(dòng)電流和啟動(dòng)力矩。電壓的變化可通過控制晶閘管的導(dǎo)通角來實(shí)現(xiàn)。軟啟動(dòng)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(shí),CPU收到控制信號(hào)后,根據(jù)用戶的設(shè)定自動(dòng)控制晶閘管觸發(fā)脈沖移相,使得電機(jī)按設(shè)定的曲線平滑啟動(dòng)。啟動(dòng)結(jié)束后,CPU發(fā)出信號(hào),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(shí),給出停車信號(hào),CPU控制真空管接觸器斷開,同時(shí)控制晶閘管觸發(fā)脈沖移相(與啟動(dòng)時(shí)方向相反),由晶閘管完成軟停車過程。慣性停車時(shí),CPU直接控制真空接觸器斷開,電機(jī)斷電,實(shí)現(xiàn)慣性停車。
      2 電機(jī)軟啟動(dòng)器在強(qiáng)力皮帶機(jī)上的應(yīng)用
        淮北礦業(yè)集團(tuán)朱仙莊礦南翼強(qiáng)力皮帶機(jī)系統(tǒng),共有4部皮帶機(jī),擔(dān)負(fù)著全礦70%左右的原煤運(yùn)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(dòng)方式均為直接啟動(dòng),由于運(yùn)送距離長(zhǎng)、啟動(dòng)電流大,經(jīng)常造成磁力啟動(dòng)器及上級(jí)配電開關(guān)跳閘,導(dǎo)致重載失敗,磁力啟動(dòng)器燒毀,降低供電電源質(zhì)量。同時(shí)4部皮帶機(jī)不同程度出現(xiàn)減速器、電機(jī)、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(tái)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(jī)軟啟動(dòng)器,取得了良好的效果。
        (1)電機(jī)的啟動(dòng)電流由原來的1150A降到700A左右,未出現(xiàn)過因啟動(dòng)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。
        (2)皮帶啟動(dòng)時(shí)間由原來的6 s延長(zhǎng)到12 s,降低了機(jī)械沖擊,皮帶機(jī)的受力狀況得到了明顯的改善。減速器、電機(jī)、液力偶合器、滾筒、接頭、膠帶等使用壽命延長(zhǎng),維修周期大大延長(zhǎng),同時(shí)大大降低了材料的投入,對(duì)皮帶機(jī)強(qiáng)度的要求也降低了。
        (3)事故率大大降低。通過一年多的運(yùn)行,效果良好,軟啟動(dòng)器從未出現(xiàn)過鼓障,徹底消除了因減速器、電機(jī)、液力偶合器等故障而影響皮帶的安全運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。
        (4)電機(jī)軟啟動(dòng)器電路無相序,啟動(dòng)過程平穩(wěn)可靠,實(shí)現(xiàn)近似恒流啟動(dòng),可使有效啟動(dòng)轉(zhuǎn)距增加到3~4倍,可以消除減速器的沖擊跳動(dòng),同時(shí)啟動(dòng)能力增加,運(yùn)輸能力和安全性能得以較大提高。
        (5)該軟啟動(dòng)器采用了快開門形式,與磁力啟動(dòng)器功能合二為一。在第一代的基礎(chǔ)上增加了電機(jī)隔離換向開關(guān)、綜合保護(hù)單元和運(yùn)行顯示功能,可滿足生產(chǎn)過程中各種控制要求,同時(shí)對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)全過程保護(hù)。由于GRBⅢ礦用隔爆型電機(jī)軟啟動(dòng)器的質(zhì)量可靠,實(shí)現(xiàn)了免維護(hù)。

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