電機軟啟動器在強力皮帶機上的應用

0 引 言
　　在井下煤礦生產中，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的微處理器控制技術和電力電子技術的電機軟啟動器，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距和啟動電流進行限制，以降低電機啟動時所產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通角來實現。軟啟動器主回路每相由兩只晶閘管反并聯，采用全數字無矢量控制技術。工作時，CPU收到控制信號后，根據用戶的設定自動控制晶閘管觸發脈沖移相，使得電機按設定的曲線平滑啟動。啟動結束后，CPU發出信號，使旁路真空接觸器進入正常工作狀態，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，實現慣性停車。
2 電機軟啟動器在強力皮帶機上的應用
　　淮北礦業集團朱仙莊礦南翼強力皮帶機系統，共有4部皮帶機，擔負著全礦70％左右的原煤運輸任務，每天工作在20 h以上，工作負荷較大，是全礦的咽喉部位。皮帶的參數如下：
　　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部皮帶原驅動方式均為直接啟動，由于運送距離長、啟動電流大，經常造成磁力啟動器及上級配電開關跳閘，導致重載失敗，磁力啟動器燒毀，降低供電電源質量。同時4部皮帶機不同程度出現減速器、電機、液力偶合器損壞，滾筒、接頭等維修量較大，事故率較高，嚴重影響全礦的正常生產。
　　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，未出現過因啟動電流過大而跳閘的現象，提高了電源的供電質量，改善了變壓器及開關的工作狀況。
　　（2）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狀況。
　　（4）電機軟啟動器電路無相序，啟動過程平穩可靠，實現近似恒流啟動，可使有效啟動轉距增加到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。
　　（5）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。在第一代的基礎上增加了電機隔離換向開關、綜合保護單元和運行顯示功能，可滿足生產過程中各種控制要求，同時對電機實現全過程保護。由于GRBⅢ礦用隔爆型電機軟啟動器的質量可靠，實現了免維護。