軟啟動器在斗輪堆取料機控制系統中的應用
作 者 ：哈爾濱重型機器廠 研究所電氣室 何恩江
1 引言
斗輪堆取料機是大型散裝物料裝卸機械，供電方式一般采用電纜卷筒或滑鋁集電器，電壓等級為AC380V 50Hz、三相四線制;如有條件采用高壓電纜卷筒，電壓等級為AC6kV 50Hz、三相三線向機上供電。在采用電纜卷筒或滑鋁集電器，電壓等級為AC380V 50Hz、三相四線供電系統中，其驅動機構中的斗輪與懸臂皮帶機的驅動電機選用三相鼠籠異步電動機，功率較大，起動方式采用直接起動或自耦變壓器減壓起動，存在很多不足之處。采用直接起動，起動電流大，一般為電動機額定電流的4～8倍，造成供電電壓顯著下降，影響同一電源其它電氣設備的正常運行;采用自耦變壓器降壓起動，起動過程中會出現二次沖擊轉矩和電流，不能帶載起動，控制線路復雜，維護不便。采用軟起動器起動，無沖擊電流，可恒流起動，可自由地無級調壓至最佳起動電流。
斗輪堆取料機是大型散裝物料裝卸機械，供電方式一般采用電纜卷筒或滑鋁集電器，電壓等級為AC380V 50Hz、三相四線制;如有條件采用高壓電纜卷筒，電壓等級為AC6kV 50Hz、三相三線向機上供電。在采用電纜卷筒或滑鋁集電器，電壓等級為AC380V 50Hz、三相四線供電系統中，其驅動機構中的斗輪與懸臂皮帶機的驅動電機選用三相鼠籠異步電動機，功率較大，起動方式采用直接起動或自耦變壓器減壓起動，存在很多不足之處。采用直接起動，起動電流大，一般為電動機額定電流的4～8倍，造成供電電壓顯著下降，影響同一電源其它電氣設備的正常運行;采用自耦變壓器降壓起動，起動過程中會出現二次沖擊轉矩和電流，不能帶載起動，控制線路復雜，維護不便。采用軟起動器起動，無沖擊電流，可恒流起動，可自由地無級調壓至最佳起動電流。
2 軟起動器特性
(1) 使電動機起動電流以恒定的斜率平穩上升至設定值，對電網無沖擊電流。
(2) 電動機在起動過程中保持恒流。確保電動機平穩起動，且不受電網電壓的影響。這是由于在晶閘管移相觸發電路中引入電動機電流反饋的緣故。當電網電壓波動時，控制電路能自動改變晶閘管的導通角，從而使起動電流保持在原設定值。
(3) 起動電流上升速率可調，從而減輕電動機起動時轉矩對負載的沖擊。
(4) 起動時間可調。
(1) 使電動機起動電流以恒定的斜率平穩上升至設定值，對電網無沖擊電流。
(2) 電動機在起動過程中保持恒流。確保電動機平穩起動，且不受電網電壓的影響。這是由于在晶閘管移相觸發電路中引入電動機電流反饋的緣故。當電網電壓波動時，控制電路能自動改變晶閘管的導通角，從而使起動電流保持在原設定值。
(3) 起動電流上升速率可調，從而減輕電動機起動時轉矩對負載的沖擊。
(4) 起動時間可調。
3 軟起動器控制
以DQL1000/1500.35型斗輪堆取料機為例，筆者選用CMC—S22系列電子式軟起動器，對斗輪、懸臂皮帶驅動機構電動機進行軟起動控制，斗輪機構驅動電機P=90kW、IN=164A，懸臂皮帶機驅動電機P=90kW、IN=164A。供電系統采用滑鋁集電器供電，上機電壓為AC380V 50Hz、三相四線制。
懸臂皮帶機控制如附圖所示:電動機主回路由斷路器9QM2，正反轉控制接觸器9KM2、9KM3，旁路運行接觸器9KM4，熱繼電器9EH1、半導體保護熔斷器FU1-3，軟起動器CMC-S組成（斗輪驅動電機單向運行其控制原理與懸臂皮帶機控制相同）。
控制信號由PLC繼電器輸出模塊直接輸出PK1、PK2，軟起動器復位信號PK4;軟起動器故障報警由端子5、6送出一無源常開點以及控制電源斷路器9QM2，熱繼電器9EH1，控制電源保護斷路器9QF1的輔助觸點均送入PLC輸入模塊。控制及系統保護由PLC程序完成。
軟起動器設置:
(1) 斜坡時間5s
(2) 起始電壓60%UN
(3) 限流1.5～3IN
(4) 停車時間10s
(5) 設定控制功能為自由停車，起動加速檢測
以DQL1000/1500.35型斗輪堆取料機為例，筆者選用CMC—S22系列電子式軟起動器，對斗輪、懸臂皮帶驅動機構電動機進行軟起動控制，斗輪機構驅動電機P=90kW、IN=164A，懸臂皮帶機驅動電機P=90kW、IN=164A。供電系統采用滑鋁集電器供電，上機電壓為AC380V 50Hz、三相四線制。
懸臂皮帶機控制如附圖所示:電動機主回路由斷路器9QM2，正反轉控制接觸器9KM2、9KM3，旁路運行接觸器9KM4，熱繼電器9EH1、半導體保護熔斷器FU1-3，軟起動器CMC-S組成（斗輪驅動電機單向運行其控制原理與懸臂皮帶機控制相同）。
控制信號由PLC繼電器輸出模塊直接輸出PK1、PK2，軟起動器復位信號PK4;軟起動器故障報警由端子5、6送出一無源常開點以及控制電源斷路器9QM2，熱繼電器9EH1，控制電源保護斷路器9QF1的輔助觸點均送入PLC輸入模塊。控制及系統保護由PLC程序完成。
軟起動器設置:
(1) 斜坡時間5s
(2) 起始電壓60%UN
(3) 限流1.5～3IN
(4) 停車時間10s
(5) 設定控制功能為自由停車，起動加速檢測
附圖 皮帶機驅動電機主回路及控制回路
PLC輸出點PK1或PK2閉合，軟起動器對懸臂皮帶機驅動電動機進行軟起動，當起動過程結束后，SIKOTART 3RW22中的晶閘管元件處于全導通狀態。旁路接觸器通過SIKOTART 3RW22內的“motor runuing”繼電器接點閉合，在起動周期結束后2s內，旁路接觸器必須閉合，否則，SIKOTART 3RW22將進入全導通運行方式。如果旁路接觸器異常，這時將發出一個故障信號。
PLC輸出點PK1或PK2閉合，軟起動器對懸臂皮帶機驅動電動機進行軟起動，當起動過程結束后，SIKOTART 3RW22中的晶閘管元件處于全導通狀態。旁路接觸器通過SIKOTART 3RW22內的“motor runuing”繼電器接點閉合，在起動周期結束后2s內，旁路接觸器必須閉合，否則，SIKOTART 3RW22將進入全導通運行方式。如果旁路接觸器異常，這時將發出一個故障信號。
4 幾種起動方式性能比較
如附表所示
附表 幾種起動方式性能比較
如附表所示
附表 幾種起動方式性能比較
5 結束語
采用CMC-S22系列電子式軟起動器，對斗輪、懸臂皮帶驅動機構電動機進行軟起動控制，起動平穩、對供電系統無沖擊，控制系統工作穩定。
采用CMC-S22系列電子式軟起動器，對斗輪、懸臂皮帶驅動機構電動機進行軟起動控制，起動平穩、對供電系統無沖擊，控制系統工作穩定。
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