0、引言
軟啟動(dòng)器于20世紀(jì)70年代末到80年代初投入市場,它與頻率轉(zhuǎn)換器相似,同樣以電子和可控硅為基礎(chǔ)。它填補(bǔ)了星一三角啟動(dòng)器和頻率轉(zhuǎn)換器在功能實(shí)用性和價(jià)格之間的鴻溝。控制電動(dòng)機(jī)的電壓,電動(dòng)機(jī)可以平穩(wěn)地啟動(dòng),還可用來“軟”停機(jī);具有可靠性高、維護(hù)量小、電動(dòng)機(jī)保護(hù)良好以及參數(shù)設(shè)置簡單等優(yōu)點(diǎn),從根本上解決了傳統(tǒng)的降壓啟動(dòng)設(shè)備的諸多弊端。隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展,交流電軟啟動(dòng)器得到廣泛應(yīng)用。
1、交流電軟啟動(dòng)的原理
(1)軟啟動(dòng)器是一種集電機(jī)軟啟動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的電機(jī)控制裝置,它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管及其電子控制電路…。
(2)軟啟動(dòng)器實(shí)現(xiàn)的技術(shù)途徑是可控硅交流調(diào)壓調(diào)速,為了得到良好的調(diào)速性能,采用了由速度閉環(huán)一電流截止負(fù)反饋閉環(huán)組成的雙閉環(huán)控制系統(tǒng),閉環(huán)控制采用PI調(diào)節(jié)方式。
(3)根據(jù)煤礦井下帶式輸送機(jī)多機(jī)多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的要求,采用功率平衡的技術(shù),將1臺軟啟動(dòng)器設(shè)為主機(jī),由它控制速度,其余設(shè)為從機(jī),跟蹤主機(jī)電流變化,保證輸出功率保持平衡。多臺軟啟動(dòng)器之間以R5485通訊協(xié)調(diào)工作,驅(qū)動(dòng)點(diǎn)距離可達(dá)1.2 km。
(4)啟動(dòng)曲線采用帶“S“特性的恒加速曲線,為了有效地克服重載啟動(dòng)時(shí)的靜轉(zhuǎn)矩,控制系統(tǒng)可根據(jù)負(fù)載情況自動(dòng)采用“突跳”方式啟動(dòng)。
2、電軟啟動(dòng)方式
運(yùn)用申接于電源與被控電機(jī)之間的軟啟動(dòng)器,控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角,使電機(jī)輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升,直至啟動(dòng)結(jié)束,賦予電機(jī)全電壓,即為軟啟動(dòng)。在軟啟動(dòng)過程中,電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐漸增加,轉(zhuǎn)速也逐漸增加。軟啟動(dòng)一般有下面幾種啟動(dòng)方式:
(1)斜坡升壓軟啟動(dòng)。這種啟動(dòng)方式最簡單,不具備電流閉環(huán)控制,僅調(diào)整晶閘管導(dǎo)通角,使之與時(shí)間成一定函數(shù)關(guān)系增加。其缺點(diǎn)是,由于不限流,在電機(jī)啟動(dòng)過程中,有時(shí)要產(chǎn)生較大的沖擊電流使晶閘管損壞,對電網(wǎng)影響較大,實(shí)際很少應(yīng)用。
(2)斜坡恒流軟啟動(dòng)。這種啟動(dòng)方式是在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的初始階段啟動(dòng)電流逐漸增加,當(dāng)電流達(dá)到預(yù)先所設(shè)定的值后保持恒定,直至啟動(dòng)完畢。啟動(dòng)過程中,電流上升變化的速率可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)整設(shè)定。電流上升速率大,則啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,啟動(dòng)時(shí)間短。該啟動(dòng)方式是應(yīng)用最多的啟動(dòng)方式,尤其適用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的啟動(dòng)。
(3)階躍啟動(dòng)。開機(jī),即以最短時(shí)間,使啟動(dòng)電流迅速達(dá)到設(shè)定值,即為階躍啟動(dòng)。通過調(diào)節(jié)啟動(dòng)電流設(shè)定值,可以達(dá)到快速啟動(dòng)效果。
(4)脈沖沖擊啟動(dòng)。在啟動(dòng)開始階段,讓晶閘管在極短時(shí)間內(nèi),以較大電流導(dǎo)通一段時(shí)間后回落,再按原設(shè)定值線性上升,連入恒流啟動(dòng)。該啟動(dòng)方法在一般負(fù)載中較少應(yīng)用,適用于重載并需克服較大靜摩擦的啟動(dòng)場合。
3、
帶式輸送機(jī)中軟啟動(dòng)的作用
3.1帶式輸送機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)得到了保證
(1)改善了皮帶啟動(dòng)和停車時(shí)對減速機(jī)、滾筒及其它轉(zhuǎn)動(dòng)部件的張力沖擊,使日常維修費(fèi)用減少,提高工作效率和延長使用壽命。
(2)大大降低了對膠帶強(qiáng)度的要求。在安全系數(shù)不變的情況下,對于棉帆布帶、尼龍帆布帶、聚酯帆布帶,均可以減少膠帶的層數(shù),對于鋼絲繩膠帶,可以降低其縱向拉伸強(qiáng)度;在不改變膠帶的情況下,提高了膠帶的安全系數(shù)。
(3)沒有滑動(dòng)損失,減少了膠帶的損傷和各傳動(dòng)部分的磨損。
(4)解決了長距離帶式輸送機(jī)慣量大、啟動(dòng)困難的問題,又可以使傳動(dòng)滾筒的圍包角大幅減小,使雙驅(qū)動(dòng)方式變?yōu)閱悟?qū)動(dòng)方式成為可能。
3.2帶式輸送機(jī)使用軟啟動(dòng)后其它特性
(1)解決過載保護(hù)問題。當(dāng)帶式輸送機(jī)運(yùn)輸量在某一段時(shí)間內(nèi)過載時(shí),交流電軟啟動(dòng)方式具有過載保護(hù)的功能。
(2)解決多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的順序啟動(dòng)、均衡負(fù)荷、同步傳動(dòng)問題。交流電軟啟動(dòng)器具有柔性傳動(dòng)、自動(dòng)適應(yīng)和過載保護(hù)功能,故可以利用交流電軟啟動(dòng)器對多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行順序啟動(dòng),降低啟動(dòng)電流對電網(wǎng)的沖擊。
(3)采用軟啟動(dòng)方式,可以降低帶式輸送機(jī)的功率,解決長距離帶式輸送機(jī)啟動(dòng)負(fù)荷大、啟動(dòng)困難的問題,用較小容量的電機(jī)在接近額定工況下工作,提高電機(jī)的功率因數(shù)。
4、軟啟動(dòng)與傳統(tǒng)減壓啟動(dòng)方式的不同
帶式輸送機(jī)電機(jī)傳統(tǒng)的減壓啟動(dòng)方式有Y-A啟動(dòng)、自耦減壓啟動(dòng)、電抗器啟動(dòng)等。這些啟動(dòng)方式都屬于有級減壓啟動(dòng),存在明顯缺點(diǎn),即啟動(dòng)過程中出現(xiàn)二次沖擊電流。軟啟動(dòng)與傳統(tǒng)減壓啟動(dòng)方式的不同之處如下:
(1)無沖擊電流。軟啟動(dòng)器在啟動(dòng)電機(jī)時(shí),通過逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角,使電機(jī)啟動(dòng)電流從零線性上升至設(shè)定值。
(2)恒流啟動(dòng)。軟啟動(dòng)器可以引入電流閉環(huán)控制,使電機(jī)在啟動(dòng)過程中保持恒流,確保電機(jī)平穩(wěn)啟動(dòng)。
(3)根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護(hù)特性選擇,可自由地?zé)o級調(diào)整至最佳的啟動(dòng)電流。
5、結(jié)束語
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,煤炭行業(yè)對帶式運(yùn)輸機(jī)的要求越來越高,而傳統(tǒng)的降壓啟動(dòng)設(shè)備由于固有的弱點(diǎn),已無法滿足現(xiàn)代化煤礦運(yùn)輸?shù)男枰赃x擇智能型電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)設(shè)備是必然的發(fā)展方向。
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