軟起動(dòng)器在綜采工作面刮板機(jī)上的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2019-07-10 15:23:37來源：
《硅谷》雜志2012年第17期刊文稱，針對煤礦采煤工作面刮板輸送機(jī)的重載難啟動(dòng)問題，采用基于單片機(jī)的全數(shù)字化控制器控制大功率可控硅實(shí)現(xiàn)調(diào)壓調(diào)頻軟啟動(dòng)，解決刮板機(jī)啟動(dòng)沖擊電流問題、重載啟動(dòng)斷鏈問題以及壓溜難啟動(dòng)問題，改善刮板機(jī)工作條件，實(shí)現(xiàn)綜采面高效安全生產(chǎn)。
為了解決刮板輸送機(jī)的重載難啟動(dòng)，啟動(dòng)動(dòng)載沖擊，電網(wǎng)沖擊等刮板機(jī)的啟動(dòng)問題，靖遠(yuǎn)煤業(yè)集團(tuán)公司紅會(huì)一礦于2012年3月在1703綜采放頂煤工作面刮板輸送機(jī)上應(yīng)用了礦用隔爆組合軟起動(dòng)器，使用正常，效果比較理想。
1綜放工作面參數(shù)及配套設(shè)備：
1.1工作面參數(shù)：1703綜放工作面，工作面傾向長度184m，傾角3～5°，采高3m，可采走向長度732m。
1.2工作面配套設(shè)備：工作面配套ZZFT7200/20/30型端頭支架1組，ZZFG5200/19/32型過渡支架6架，ZZF5200/19/32型基本支架115架，MG300/700-QWD型采煤機(jī)1臺，SGZ764/500型前部輸送機(jī)為1臺，SGZ830/800型后部輸送機(jī)1臺，SZZ830/250型刮板轉(zhuǎn)載機(jī)1臺，PLM1500型破碎機(jī)1臺。
1.3軟啟動(dòng)器控制的刮板輸送機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：后溜型號為SGZ830/800型，整機(jī)功率2×400kw，額定電壓1140V，額定電流250A，鋪設(shè)長度184m，運(yùn)輸能力1300t/h，鏈速為1．03m/s，鏈條為中雙鏈，規(guī)格2-Φ34×126；前溜型號為SGZ764/500型，整機(jī)功率2×250kw，額定電壓1140V，額定電流150A，鋪設(shè)長度184m，運(yùn)輸能力800t/h，鏈速為1.1m/s，鏈條為中雙鏈，規(guī)格2-Φ34×126。
1.4工作面刮板機(jī)之前采用的控制方式：工作面前后部刮板機(jī)均為雙機(jī)拖動(dòng)，機(jī)頭尾各設(shè)置一套傳動(dòng)系統(tǒng)，選用雙速電動(dòng)機(jī)，低速啟動(dòng)切換為高速運(yùn)行，用組合開關(guān)進(jìn)行控制，起動(dòng)電流較大，容易發(fā)生斷鏈?zhǔn)鹿剩霈F(xiàn)壓溜現(xiàn)象較難起動(dòng)。每臺電動(dòng)機(jī)設(shè)置兩根負(fù)荷電纜（電纜長度500m+320m），需兩個(gè)真空接觸器控制，初期投資大，電纜多，占用空間，移動(dòng)電纜消耗較多勞動(dòng)力。
2軟啟動(dòng)器技術(shù)參數(shù)及性能
2.1主要技術(shù)參數(shù)
QJR1-2×400/1140（660）-2型組合軟啟動(dòng)開關(guān)：額定電壓1140（660）V；額定電流2×400A；被控電機(jī)比較大功率2×600kw（1140v）；啟動(dòng)時(shí)間依負(fù)載自動(dòng)設(shè)定；啟動(dòng)電流為4倍的額定電流；電流反饋方式，大于等于1倍的電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩；強(qiáng)力矩啟動(dòng)方式，大于等于1.4倍的電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩。
2.2啟動(dòng)方式選擇
1）調(diào)壓啟動(dòng)：給電機(jī)一個(gè)初始電壓，然后電壓按斜波形式逐漸增加，比較終達(dá)到全壓，旁路真空吸合。低速段加速度小，高速段加速度大，起動(dòng)電流可上升到5-6倍電動(dòng)機(jī)額定電流，起動(dòng)時(shí)間固定（可設(shè)定值）。
2）限流啟動(dòng)：電機(jī)起動(dòng)過程中，電流變化始終小于或接近4倍額定設(shè)定電流，整個(gè)起動(dòng)過程中加速度變化較小，系統(tǒng)勻加速起動(dòng)。起動(dòng)時(shí)間依負(fù)載大小自動(dòng)調(diào)節(jié)。
3）限流+突跳啟動(dòng)：把突跳點(diǎn)選在電流達(dá)到4Ie后，此時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)已全部張緊，再行發(fā)揮電機(jī)的全部起動(dòng)能力。實(shí)踐證明，這種突跳方式，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)能力得到了充分發(fā)揮。
自測負(fù)載中間突跳起動(dòng)電壓變化曲線與初始突跳起動(dòng)電壓變化曲線比較：
4）定頻啟動(dòng)：模擬定頻方式，通過控制晶閘管的導(dǎo)通順序，在改變電壓的同時(shí)，也改變輸出到電機(jī)上的電源頻率，實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩V/F控制，模擬調(diào)壓、調(diào)頻。定頻起動(dòng)一定時(shí)間后，使刮板機(jī)鏈條張緊，刮板輸送機(jī)由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，系統(tǒng)由較大的靜摩擦轉(zhuǎn)為較小的動(dòng)摩擦，然后轉(zhuǎn)入限流方式繼續(xù)起動(dòng)。試驗(yàn)證明低頻段起動(dòng)力矩達(dá)到1.4Me，可實(shí)現(xiàn)重載起動(dòng)成功。
5）全電壓直接啟動(dòng)：僅在軟起動(dòng)無法正常工作情況下，需采取應(yīng)急措施時(shí)使用，此時(shí)軟起動(dòng)控制器與一般正真空磁力啟動(dòng)器功能相同。
2.3堵轉(zhuǎn)保護(hù)
在軟起動(dòng)過程中，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于或等于電動(dòng)機(jī)比較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)，拖動(dòng)系統(tǒng)加速度小于或等于零。電機(jī)已堵轉(zhuǎn)，不能正常起動(dòng)。此時(shí)，通過對電流的檢測，實(shí)現(xiàn)堵轉(zhuǎn)保護(hù)。避免電動(dòng)機(jī)因長時(shí)間堵轉(zhuǎn)而引起的發(fā)熱。如左圖，在系統(tǒng)未發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)，電流到達(dá)4Ie后，隨著系統(tǒng)的加速，電流下降，則系統(tǒng)起動(dòng)成功。
3效果分析
1）啟動(dòng)時(shí)間隨負(fù)載自行調(diào)節(jié)，重載啟動(dòng)時(shí)間由原來的5～7s延長到近20s，加速度減小，較大幅度的減輕了刮板機(jī)的動(dòng)沖擊載荷，有效地保護(hù)了刮板機(jī)的傳動(dòng)部件，基本消除了斷鏈?zhǔn)鹿省?/span>
2）解決了刮板輸送機(jī)的重載難啟動(dòng)問題。對于工作面經(jīng)常出現(xiàn)的壓溜問題（片幫煤壓死前溜，架間漏煤壓死后溜），使用軟啟動(dòng)增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩能實(shí)現(xiàn)正常啟動(dòng)，提高了輸送機(jī)的運(yùn)行效率，保護(hù)了設(shè)備，避免了人工清溜攉煤，減少了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
3）減輕了刮板機(jī)啟動(dòng)對電網(wǎng)的沖擊。工作面刮板機(jī)裝機(jī)功率較大，常需重載啟動(dòng)，電機(jī)啟動(dòng)電流很大，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓突然下降，影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量，影響其它設(shè)備的正常運(yùn)行。軟啟動(dòng)器投入運(yùn)行后，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流由原來6—7倍的額定電流下降至4倍以下，較大幅度的減少了對電網(wǎng)的沖擊，提高了電網(wǎng)供電質(zhì)量。
4）QJR1-2×400/1140（660）-2型組合軟啟動(dòng)開關(guān)有調(diào)壓軟啟動(dòng)、限流軟起動(dòng)、突跳軟起動(dòng)和定頻軟啟動(dòng)多種啟動(dòng)方式，適用于各種困難條件；通過對電流的檢測，還可實(shí)現(xiàn)堵轉(zhuǎn)保護(hù)；軟起動(dòng)無法正常工作時(shí)可實(shí)現(xiàn)全電壓直接啟動(dòng)的應(yīng)急措施。
5）減少工作面2臺刮板機(jī)共4跟負(fù)荷電纜的敷設(shè)（原雙機(jī)拖動(dòng)刮板機(jī)雙速電動(dòng)機(jī)改為單速電動(dòng)機(jī)），增大了巷道空間，顯著效果是較大幅度的減少了工人每天移動(dòng)電纜的勞動(dòng)強(qiáng)度。
6）經(jīng)濟(jì)效益顯著，節(jié)約初期投資60.5萬元。4臺雙速電動(dòng)機(jī)換為單速電動(dòng)機(jī)減少投資26萬元；減少負(fù)荷電纜4根共1640米（2×500m+2×320m），節(jié)約投資34.5萬元。
為了解決刮板輸送機(jī)的重載難啟動(dòng)，啟動(dòng)動(dòng)載沖擊，電網(wǎng)沖擊等刮板機(jī)的啟動(dòng)問題，靖遠(yuǎn)煤業(yè)集團(tuán)公司紅會(huì)一礦于2012年3月在1703綜采放頂煤工作面刮板輸送機(jī)上應(yīng)用了礦用隔爆組合軟起動(dòng)器，使用正常，效果比較理想。
1綜放工作面參數(shù)及配套設(shè)備：
1.1工作面參數(shù)：1703綜放工作面，工作面傾向長度184m，傾角3～5°，采高3m，可采走向長度732m。
1.2工作面配套設(shè)備：工作面配套ZZFT7200/20/30型端頭支架1組，ZZFG5200/19/32型過渡支架6架，ZZF5200/19/32型基本支架115架，MG300/700-QWD型采煤機(jī)1臺，SGZ764/500型前部輸送機(jī)為1臺，SGZ830/800型后部輸送機(jī)1臺，SZZ830/250型刮板轉(zhuǎn)載機(jī)1臺，PLM1500型破碎機(jī)1臺。
1.3軟啟動(dòng)器控制的刮板輸送機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：后溜型號為SGZ830/800型，整機(jī)功率2×400kw，額定電壓1140V，額定電流250A，鋪設(shè)長度184m，運(yùn)輸能力1300t/h，鏈速為1．03m/s，鏈條為中雙鏈，規(guī)格2-Φ34×126；前溜型號為SGZ764/500型，整機(jī)功率2×250kw，額定電壓1140V，額定電流150A，鋪設(shè)長度184m，運(yùn)輸能力800t/h，鏈速為1.1m/s，鏈條為中雙鏈，規(guī)格2-Φ34×126。
1.4工作面刮板機(jī)之前采用的控制方式：工作面前后部刮板機(jī)均為雙機(jī)拖動(dòng)，機(jī)頭尾各設(shè)置一套傳動(dòng)系統(tǒng)，選用雙速電動(dòng)機(jī)，低速啟動(dòng)切換為高速運(yùn)行，用組合開關(guān)進(jìn)行控制，起動(dòng)電流較大，容易發(fā)生斷鏈?zhǔn)鹿剩霈F(xiàn)壓溜現(xiàn)象較難起動(dòng)。每臺電動(dòng)機(jī)設(shè)置兩根負(fù)荷電纜（電纜長度500m+320m），需兩個(gè)真空接觸器控制，初期投資大，電纜多，占用空間，移動(dòng)電纜消耗較多勞動(dòng)力。
2軟啟動(dòng)器技術(shù)參數(shù)及性能
2.1主要技術(shù)參數(shù)
QJR1-2×400/1140（660）-2型組合軟啟動(dòng)開關(guān)：額定電壓1140（660）V；額定電流2×400A；被控電機(jī)比較大功率2×600kw（1140v）；啟動(dòng)時(shí)間依負(fù)載自動(dòng)設(shè)定；啟動(dòng)電流為4倍的額定電流；電流反饋方式，大于等于1倍的電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩；強(qiáng)力矩啟動(dòng)方式，大于等于1.4倍的電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩。
2.2啟動(dòng)方式選擇
1）調(diào)壓啟動(dòng)：給電機(jī)一個(gè)初始電壓，然后電壓按斜波形式逐漸增加，比較終達(dá)到全壓，旁路真空吸合。低速段加速度小，高速段加速度大，起動(dòng)電流可上升到5-6倍電動(dòng)機(jī)額定電流，起動(dòng)時(shí)間固定（可設(shè)定值）。
2）限流啟動(dòng)：電機(jī)起動(dòng)過程中，電流變化始終小于或接近4倍額定設(shè)定電流，整個(gè)起動(dòng)過程中加速度變化較小，系統(tǒng)勻加速起動(dòng)。起動(dòng)時(shí)間依負(fù)載大小自動(dòng)調(diào)節(jié)。
3）限流+突跳啟動(dòng)：把突跳點(diǎn)選在電流達(dá)到4Ie后，此時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)已全部張緊，再行發(fā)揮電機(jī)的全部起動(dòng)能力。實(shí)踐證明，這種突跳方式，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)能力得到了充分發(fā)揮。
自測負(fù)載中間突跳起動(dòng)電壓變化曲線與初始突跳起動(dòng)電壓變化曲線比較：
4）定頻啟動(dòng)：模擬定頻方式，通過控制晶閘管的導(dǎo)通順序，在改變電壓的同時(shí)，也改變輸出到電機(jī)上的電源頻率，實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩V/F控制，模擬調(diào)壓、調(diào)頻。定頻起動(dòng)一定時(shí)間后，使刮板機(jī)鏈條張緊，刮板輸送機(jī)由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，系統(tǒng)由較大的靜摩擦轉(zhuǎn)為較小的動(dòng)摩擦，然后轉(zhuǎn)入限流方式繼續(xù)起動(dòng)。試驗(yàn)證明低頻段起動(dòng)力矩達(dá)到1.4Me，可實(shí)現(xiàn)重載起動(dòng)成功。
5）全電壓直接啟動(dòng)：僅在軟起動(dòng)無法正常工作情況下，需采取應(yīng)急措施時(shí)使用，此時(shí)軟起動(dòng)控制器與一般正真空磁力啟動(dòng)器功能相同。
2.3堵轉(zhuǎn)保護(hù)
在軟起動(dòng)過程中，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于或等于電動(dòng)機(jī)比較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)，拖動(dòng)系統(tǒng)加速度小于或等于零。電機(jī)已堵轉(zhuǎn)，不能正常起動(dòng)。此時(shí)，通過對電流的檢測，實(shí)現(xiàn)堵轉(zhuǎn)保護(hù)。避免電動(dòng)機(jī)因長時(shí)間堵轉(zhuǎn)而引起的發(fā)熱。如左圖，在系統(tǒng)未發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)，電流到達(dá)4Ie后，隨著系統(tǒng)的加速，電流下降，則系統(tǒng)起動(dòng)成功。
3效果分析
1）啟動(dòng)時(shí)間隨負(fù)載自行調(diào)節(jié)，重載啟動(dòng)時(shí)間由原來的5～7s延長到近20s，加速度減小，較大幅度的減輕了刮板機(jī)的動(dòng)沖擊載荷，有效地保護(hù)了刮板機(jī)的傳動(dòng)部件，基本消除了斷鏈?zhǔn)鹿省?/span>
2）解決了刮板輸送機(jī)的重載難啟動(dòng)問題。對于工作面經(jīng)常出現(xiàn)的壓溜問題（片幫煤壓死前溜，架間漏煤壓死后溜），使用軟啟動(dòng)增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩能實(shí)現(xiàn)正常啟動(dòng)，提高了輸送機(jī)的運(yùn)行效率，保護(hù)了設(shè)備，避免了人工清溜攉煤，減少了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
3）減輕了刮板機(jī)啟動(dòng)對電網(wǎng)的沖擊。工作面刮板機(jī)裝機(jī)功率較大，常需重載啟動(dòng)，電機(jī)啟動(dòng)電流很大，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓突然下降，影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量，影響其它設(shè)備的正常運(yùn)行。軟啟動(dòng)器投入運(yùn)行后，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流由原來6—7倍的額定電流下降至4倍以下，較大幅度的減少了對電網(wǎng)的沖擊，提高了電網(wǎng)供電質(zhì)量。
4）QJR1-2×400/1140（660）-2型組合軟啟動(dòng)開關(guān)有調(diào)壓軟啟動(dòng)、限流軟起動(dòng)、突跳軟起動(dòng)和定頻軟啟動(dòng)多種啟動(dòng)方式，適用于各種困難條件；通過對電流的檢測，還可實(shí)現(xiàn)堵轉(zhuǎn)保護(hù)；軟起動(dòng)無法正常工作時(shí)可實(shí)現(xiàn)全電壓直接啟動(dòng)的應(yīng)急措施。
5）減少工作面2臺刮板機(jī)共4跟負(fù)荷電纜的敷設(shè)（原雙機(jī)拖動(dòng)刮板機(jī)雙速電動(dòng)機(jī)改為單速電動(dòng)機(jī)），增大了巷道空間，顯著效果是較大幅度的減少了工人每天移動(dòng)電纜的勞動(dòng)強(qiáng)度。
6）經(jīng)濟(jì)效益顯著，節(jié)約初期投資60.5萬元。4臺雙速電動(dòng)機(jī)換為單速電動(dòng)機(jī)減少投資26萬元；減少負(fù)荷電纜4根共1640米（2×500m+2×320m），節(jié)約投資34.5萬元。