PST系列軟啟動(dòng)器在膠帶輸送機(jī)中的應(yīng)用

摘 要：介紹了淮北礦業(yè)集團(tuán)公司臨渙選煤廠應(yīng)用PST系列軟啟動(dòng)器對(duì)膠帶輸送機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造的實(shí)踐與效果。
關(guān)鍵詞：軟啟動(dòng)器；膠帶輸送機(jī)；應(yīng)用
　　臨渙選煤廠是一座年生產(chǎn)能力為450萬(wàn)t的大型現(xiàn)代化選煤廠。廠內(nèi)有9臺(tái)大型膠帶輸送機(jī)，膠帶機(jī)配有110kW電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)均有低壓配電供電裝置，采用直接啟動(dòng)方式。膠帶機(jī)負(fù)載的工作特性使電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)存在如下問(wèn)題：①直接啟動(dòng)或星三角啟動(dòng)會(huì)產(chǎn)生電壓和電流突變，使電網(wǎng)過(guò)載，電壓瞬間波動(dòng)，從而影響其他供電設(shè)備；②電動(dòng)機(jī)和受驅(qū)動(dòng)設(shè)備都會(huì)受到劇烈的應(yīng)力作用，造成機(jī)械損傷；③設(shè)備故障以及因需要維修和停產(chǎn)將造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，9臺(tái)電機(jī)中曾有5臺(tái)因絕緣損壞而燒毀過(guò)，另外，電機(jī)控制主回路中的斷路器和接觸器也時(shí)有損壞。為此對(duì)膠帶機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造，對(duì)其控制回路也做了改進(jìn)，應(yīng)用軟啟動(dòng)技術(shù)取代原來(lái)的直接啟動(dòng)方式，投入運(yùn)行以來(lái)，效果很好。
　　ABB公司生產(chǎn)的PST系列軟啟動(dòng)器是基于最新的微處理器技術(shù)而設(shè)計(jì)，用于實(shí)現(xiàn)鼠籠式電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)，該軟啟動(dòng)器具有多種保護(hù)和報(bào)警功能，幾乎可以檢測(cè)到所有電機(jī)故障，并對(duì)故障的實(shí)時(shí)顯示。
1 改造設(shè)想與要求
　　（1）考慮到膠帶機(jī)的負(fù)荷容量和運(yùn)行的可靠性，每臺(tái)膠帶機(jī)均配備一臺(tái)軟啟動(dòng)器。
　　（2）為提高控制系統(tǒng)的可靠性，機(jī)內(nèi)配置可編程控制器，簡(jiǎn)化外部接線，使其具有較高的容錯(cuò)能力，即使出現(xiàn)誤操作也不會(huì)產(chǎn)生較大的危害。
　　（3）電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)除具備正常的軟啟動(dòng)外，還必須具備可切換至直接啟動(dòng)的功能，以確保軟啟動(dòng)系統(tǒng)故障時(shí)，膠帶機(jī)能應(yīng)急啟動(dòng)運(yùn)行。
　　（4）設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮配電及控制設(shè)備的維修方便。
2 電控系統(tǒng)原理
2．1 軟啟動(dòng)器的選擇及參數(shù)設(shè)定
　　考慮到膠帶機(jī)對(duì)啟動(dòng)力矩要求很高，在進(jìn)行軟啟動(dòng)器選擇時(shí)，應(yīng)使軟啟動(dòng)器的容量留有余量，所選用的ABB公司生產(chǎn)的PSqBO0軟啟動(dòng)器的技術(shù)參數(shù)如下：
　　最大負(fù)荷電流／A 300
　　最大啟動(dòng)功率／kW l60
　　啟動(dòng)時(shí)間 0.5—60s，設(shè)置為10s
　　初始電壓 10％ 一60％ （全電壓），設(shè)置為30％
2．2 主回路設(shè)計(jì)
　　圖1所示為膠帶機(jī)軟啟動(dòng)器主回路電路圖， 圖中，Q1為方便檢修而配置的刀開(kāi)關(guān)；Q2為ABB空氣開(kāi)關(guān)（S5N）；FU為過(guò)載、短路保護(hù)用的快熔；1KM 為軟啟動(dòng)接觸器；2KM 為直接啟動(dòng)用的旁路接觸器；FR為ABBTA25DU熱過(guò)載保護(hù)器。

2．3 控制回路設(shè)計(jì)
　　控制回路分為兩部分：一部分為軟啟動(dòng)器內(nèi)部控制回路；另一部分為常規(guī)控制回路（圖2）。在軟啟動(dòng)器內(nèi)部控制回路中，設(shè)置了故障繼電器、全壓繼電器和運(yùn)行繼電器。在常規(guī)控制回路中，增設(shè)了與全廠集控系統(tǒng)PLC相連的控制回路和信號(hào)傳輸回路，保證了全廠集中控制功能的實(shí)現(xiàn)，極大地提高了集控系統(tǒng)的可靠性。內(nèi)部接線大大簡(jiǎn)化，減少了故障點(diǎn)。圖2所示為控制回路中各功能元件的原理圖。

　　在圖2可以看到，為達(dá)到設(shè)計(jì)要求，設(shè)置了軟啟和直接啟動(dòng)功能切換按鈕（2S），保證了在軟啟動(dòng)器故障時(shí)膠帶機(jī)仍可直接啟動(dòng)運(yùn)行。TA25DU熱繼電器保護(hù)器可實(shí)現(xiàn)直接啟動(dòng)時(shí)的過(guò)載保護(hù)。此熱繼電器在軟啟動(dòng)運(yùn)行中也具有過(guò)載保護(hù)作用。
3 效果分析
　　使用軟啟動(dòng)器以后，分別對(duì)軟啟動(dòng)與直接啟動(dòng)的啟動(dòng)電壓與啟動(dòng)時(shí)間、啟動(dòng)電流與啟動(dòng)轉(zhuǎn)速以及啟動(dòng)輕矩進(jìn)行了比較（圖3）。

　　由圖3可以看出，軟啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電壓為 30％ 一70％ ，膠帶機(jī)在此可調(diào)區(qū)間慢慢隨設(shè)定時(shí)間 啟動(dòng)，直至全壓運(yùn)轉(zhuǎn)，避免了直接啟動(dòng)對(duì)設(shè)備的沖擊。
　　啟動(dòng)電壓為全電壓的30％時(shí)，在直接啟動(dòng)中，啟動(dòng)電流為額定電流的6—7倍，并隨轉(zhuǎn)速的升高而減小；軟啟動(dòng)的啟動(dòng)電流為額定電流的2—3倍，減小了啟動(dòng)時(shí)的大電流對(duì)電機(jī)繞組和電器設(shè)備的損害。由電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓的關(guān)系（M=kU2）可知，直接啟動(dòng)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨啟動(dòng)電壓的降低而減小，減至額定轉(zhuǎn)矩；軟啟動(dòng)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大，而后降低至額定值。
　　臨渙選煤廠膠帶輸送機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)改造后每年可額定電流的2—3倍，減小了啟動(dòng)時(shí)的大電流對(duì)電節(jié)約電器與設(shè)備維修費(fèi)用達(dá)10萬(wàn)元以上。