胡麗麗（天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司第二煉鐵廠，河北涉縣056404）

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交流軟啟動(dòng)器在燒結(jié)運(yùn)輸設(shè)備上的應(yīng)用

胡麗麗
（天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司第二煉鐵廠，河北涉縣056404）

［摘要］介紹了交流軟啟動(dòng)器在燒結(jié)運(yùn)輸設(shè)備上的應(yīng)用情況，包括選型、交流軟啟動(dòng)器接線、參數(shù)設(shè)置等。實(shí)踐表明，應(yīng)用交流軟啟動(dòng)器后，燒結(jié)運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行可靠、性能穩(wěn)定，故障率低，操作維護(hù)方便，完全能夠滿足燒結(jié)的生產(chǎn)運(yùn)輸需求。

［關(guān)鍵詞］軟啟動(dòng)器；燒結(jié)；運(yùn)輸設(shè)備；控制方式

1　引言

交流異步電動(dòng)機(jī)性能優(yōu)越，在實(shí)際生產(chǎn)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。容量小的電動(dòng)機(jī)可以用全壓的方式來直接啟動(dòng)，但是，對(duì)于容量比較大的電動(dòng)機(jī)而言，由于其在啟動(dòng)的時(shí)候啟動(dòng)電流比較大，一般可以達(dá)到其額定電流的5～8倍，不但能引起電網(wǎng)電壓的巨大下降，減小電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，甚至還可能會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)的情況，同時(shí)還可能會(huì)影響到同一供電網(wǎng)絡(luò)中的其他電氣設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，過大的啟動(dòng)電流還會(huì)使電動(dòng)機(jī)繞組發(fā)熱，加速其絕緣老化，縮短了電動(dòng)機(jī)使用的壽命，因此，大容量的異步電動(dòng)機(jī)都采用降壓的方式啟動(dòng)。在天鐵燒結(jié)四燒建設(shè)的過程中，使用了多種型號(hào)的交流軟啟動(dòng)器，不過它們的原理和調(diào)試方法基本相同，下面就以QB42系列的交流軟啟動(dòng)器為例，重點(diǎn)闡述其在實(shí)際中的應(yīng)用情況。

2　交流軟啟動(dòng)器的原理及優(yōu)點(diǎn)

2.1軟啟動(dòng)器的原理

交流軟啟動(dòng)器是用來控制交流異步電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)起停的一種新設(shè)備，該裝置是以大功率的晶閘管作為主回路的開關(guān)元件，用改變晶閘導(dǎo)通角的方式來控制電動(dòng)機(jī)的電壓平穩(wěn)升降，及無觸點(diǎn)通斷來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)的起停。

2.2軟啟動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)

使用軟啟動(dòng)器，能夠減小電機(jī)的啟動(dòng)電流，增大啟動(dòng)電壓的調(diào)節(jié)范圍，降低系統(tǒng)的容量設(shè)計(jì)；減少電機(jī)的機(jī)械應(yīng)力，可以延長(zhǎng)電機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的使用壽命；可以根據(jù)負(fù)載的負(fù)荷大小來適當(dāng)調(diào)整起啟時(shí)的參數(shù)（電流、電壓、啟停時(shí)間），以保證最佳的啟動(dòng)效果；全面保護(hù)電動(dòng)機(jī)的過載、缺相、過流、三相不平衡等，性能更加可靠；其重量比較輕、體積比較小、性價(jià)比高，操作簡(jiǎn)單快捷；使用數(shù)字控制，抗干擾能力強(qiáng)。

3　交流軟啟動(dòng)器的實(shí)際應(yīng)用

3.1選型

就目前國(guó)內(nèi)而言，應(yīng)用比較廣泛的啟動(dòng)方式是用交流軟啟動(dòng)器實(shí)現(xiàn)大容量的異步電動(dòng)機(jī)的降壓?jiǎn)?dòng)。在天鐵新燒結(jié)的運(yùn)輸設(shè)備當(dāng)中，75 kW以上容量的運(yùn)輸皮帶的電動(dòng)機(jī)都采用交流軟啟動(dòng)器進(jìn)行控制。交流軟啟動(dòng)器的選型應(yīng)根據(jù)所使用電動(dòng)機(jī)容量大小來選擇交流軟啟動(dòng)器，新燒結(jié)所選用的為QB42（2代表功率元件的形式是普通的可控硅）系列交流軟啟動(dòng)器，功率的選擇按照表1進(jìn)行選取。

表1　軟啟動(dòng)器的型號(hào)及功率選擇表

其中，上料系統(tǒng)中的三轉(zhuǎn)一運(yùn)輸電動(dòng)機(jī)的容量為200 kW，所以選用的是QB42—250型，成品運(yùn)輸系統(tǒng)中的五轉(zhuǎn)二運(yùn)輸電動(dòng)機(jī)的容量為90 kW，所以選用的是QB42—110型，還有配料混合系統(tǒng)中的一混一運(yùn)輸電動(dòng)機(jī)的容量為132 kW，所以選用的是QB42—160型。

3.2交流軟啟動(dòng)器的接線

交流軟啟動(dòng)器在三轉(zhuǎn)一運(yùn)輸設(shè)備上的使用過程中，主回路和控制回路的接線見圖1。

圖1　三轉(zhuǎn)一軟起動(dòng)膠帶機(jī)電控原理圖

QB42軟啟動(dòng)器對(duì)電源和電機(jī)的相序不作要求，可任意連接，僅與電機(jī)的轉(zhuǎn)向有關(guān)，但旁路接觸器的輸入、輸出相序必須完全保持一致。

主回路：1/R、3/S、5/T為輸入端子，連接三相電源；2/U、4/V、6/W為輸出端子，連接三相異步電動(dòng)機(jī)；PE是保護(hù)接地端子。

控制回路：11、12外接220 V控制電源，其中11接零線、12接相線。13、14控制軟啟動(dòng)器，13、14接通時(shí)軟啟動(dòng)器開始工作，為了使軟啟動(dòng)器正常啟動(dòng)，該信號(hào)必須始終保持接通狀態(tài)；其中15、16、17是運(yùn)行輔助觸點(diǎn)，因?yàn)槠鋭?dòng)作時(shí)間比較短，所以在控制回路中加入了自鎖回路；18、19、20是故障輔助觸點(diǎn)，只有線路或者交流軟啟動(dòng)器故障時(shí)才動(dòng)作。

3.3參數(shù)設(shè)置

3.3.1控制方式的選擇

面板控制：使用交流軟啟動(dòng)器面板上的啟動(dòng)和停止按鈕來起停電動(dòng)機(jī)。

端子控制：使用交流軟啟動(dòng)器下端的接線端子來起停電動(dòng)機(jī)。

通訊控制：通過交流軟啟動(dòng)器的RS485通訊接口，通過計(jì)算機(jī)畫面來啟停電機(jī)。

在燒結(jié)生產(chǎn)的過程中，均采用手動(dòng)與聯(lián)鎖兩種控制方式，為了方便崗位上操作人員的現(xiàn)場(chǎng)操作，一般都選擇端子控制的方式，在實(shí)際的生產(chǎn)中也可以用電腦進(jìn)行控制，但應(yīng)選為通訊控制。

3.3.2起始電壓Us、啟動(dòng)時(shí)間Ts

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)及生產(chǎn)的實(shí)際需要，將起始電壓Us設(shè)定為220 V，啟動(dòng)時(shí)間Ts則根據(jù)皮帶所帶負(fù)荷及時(shí)設(shè)定，空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)或輕負(fù)荷時(shí)設(shè)定為10～40 s中偏小一些，若為滿負(fù)荷運(yùn)行，則應(yīng)將啟動(dòng)時(shí)間Ts適當(dāng)延長(zhǎng)，以免出現(xiàn)不應(yīng)有的故障。

3.3.3工作模式

交流軟啟動(dòng)器有3種工作模式可選，即恒壓模式、斜坡模式、恒流模式。根據(jù)燒結(jié)廠實(shí)際的生產(chǎn)需要，采用了斜坡模式。當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，交流軟啟動(dòng)器就輸出起始電壓Us，而后電壓沿著給定的斜率，經(jīng)過給定啟動(dòng)時(shí)間Ts，依據(jù)負(fù)載的大小，自動(dòng)調(diào)節(jié)其啟動(dòng)過程，最后達(dá)到額定電壓。另外，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的過程中，還需將額定電流值設(shè)定為驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際的額定電流（電動(dòng)機(jī)銘牌上的值）。

3.4三轉(zhuǎn)一軟啟動(dòng)膠帶機(jī)電控原理操作

手動(dòng)運(yùn)行帶式運(yùn)輸機(jī)：先把Q1、Q2、Q3自動(dòng)開關(guān)合閘送電，選擇開關(guān)SA打到手動(dòng)位置，按下預(yù)警鈴信號(hào)按鈕SB3，信號(hào)繼電器KA3得電，KA3常開觸點(diǎn)閉合，信號(hào)繼電器KA3形成自鎖。同時(shí)，預(yù)警鈴HB1-HBn得電，預(yù)警鈴響，運(yùn)輸設(shè)備可以運(yùn)行。按下啟動(dòng)按鈕SB1，電流經(jīng)過KF（故障繼電器）的常閉觸點(diǎn)和KM（接觸器）的常閉觸點(diǎn)斷開，然后啟動(dòng)繼電器Kq的線圈得電，Kq常開輔助觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)繼電器Kq自鎖。軟啟動(dòng)器控制電源得電，軟啟動(dòng)開始運(yùn)行，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。在10 s后，軟啟動(dòng)的運(yùn)行輔助輸出無源觸點(diǎn)閉合。閉合完，運(yùn)行繼電器Kyx的線圈得電，Kyx常開輔助觸點(diǎn)閉合，運(yùn)行繼電器Kyx自鎖。同時(shí)接觸器KM的線圈得電，KM常開輔助觸閉合，KM的常閉輔助觸點(diǎn)斷開，主觸點(diǎn)KM常開輔助觸點(diǎn)給予運(yùn)行繼電器Kyx提供電源，這時(shí)，主觸點(diǎn)KM閉合，制動(dòng)器KMb的線圈得電，KMb主觸點(diǎn)閉合，制動(dòng)器啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)開始正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

手動(dòng)停機(jī)時(shí)按下停止按鈕SB2，運(yùn)行繼電器Kyx的線圈失電，Kyx的常開輔助觸點(diǎn)打開，主接觸器KM的線圈失電，主觸點(diǎn)KM打開，電動(dòng)機(jī)失電停止運(yùn)行。同時(shí)，制動(dòng)器KMb的線圈失電，制動(dòng)器KMb主觸點(diǎn)打開，制動(dòng)器失電吸合。

啟動(dòng)繼電器Kq的線圈得電，制動(dòng)器啟動(dòng)。在啟動(dòng)繼電器Kq的線圈失效后，運(yùn)行繼電器Kyx的線圈得電，制動(dòng)器也能啟動(dòng)。在緊急的情況下拉事故開關(guān)，中間繼電器KSA1（事故開關(guān)）的線圈得電，KSA1常閉輔助觸點(diǎn)斷開。

選擇開關(guān)SA打到聯(lián)鎖時(shí)，聯(lián)鎖繼電器KA1中間繼電器的線圈得電，KA1的常閉輔助觸點(diǎn)閉合，給PLC一個(gè)信號(hào)，開始運(yùn)行。在PLC控制運(yùn)行時(shí)，控制繼電器K1得電，K1的常開輔助觸點(diǎn)閉合，預(yù)警鈴HB1-HBn得電幾秒鐘后，控制繼電器K1的線圈失電，K1的常開輔助觸點(diǎn)打開，預(yù)警鈴?fù)Ｖ埂＿@時(shí)PLC繼電器的線圈得電，K常開輔助觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)繼電器Kq的線圈得電，Kq常開輔助觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)繼電器Kq自鎖。軟啟動(dòng)器控制電源得電，軟啟動(dòng)開始運(yùn)行，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。在10 s后，軟啟動(dòng)的運(yùn)行輔助輸出無源觸點(diǎn)閉合。閉合完，運(yùn)行繼電器Kyx的線圈得電，Kyx常開輔助觸點(diǎn)閉合，運(yùn)行繼電器Kyx自鎖。同時(shí)接觸器KM的線圈得電，KM常開輔助觸閉合，KM的常閉輔助觸點(diǎn)斷開，主觸點(diǎn)KM常開輔助觸點(diǎn)給予運(yùn)行繼電器Kyx提供電源，這時(shí)，主觸點(diǎn)KM閉合，制動(dòng)器KMb的線圈得電，KMb主觸點(diǎn)閉合，制動(dòng)器啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)開始正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.5應(yīng)用效果

在燒結(jié)運(yùn)輸系統(tǒng)中的大容量電動(dòng)機(jī)加裝了交流軟啟動(dòng)器后，電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電壓按照給定斜率從0上升至全壓，進(jìn)而到達(dá)額定轉(zhuǎn)速，停車時(shí)，電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)減速，逐漸停機(jī)，真正地實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)與軟停車。啟停過程十分平穩(wěn)，降低了對(duì)負(fù)載機(jī)械設(shè)備的沖擊轉(zhuǎn)矩，延長(zhǎng)了設(shè)備使用的壽命，減少了檢修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，更為重要的是，在啟動(dòng)的過程中，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流被限制在了電動(dòng)機(jī)額定電流的4倍之內(nèi)，消除了對(duì)電網(wǎng)的沖擊，完全符合實(shí)際生產(chǎn)需要。

4　結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)裝有交流軟啟動(dòng)器的運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)行過程監(jiān)測(cè)顯示，設(shè)備的運(yùn)行可靠、性能穩(wěn)定，完全能夠滿足燒結(jié)的生產(chǎn)運(yùn)輸需求。其故障率低，顯示面板為純中文顯示，操作過程非常簡(jiǎn)單，方便操作與維護(hù)，基于交流軟啟動(dòng)器本身的諸多優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用必定會(huì)越來越廣泛。

參考文獻(xiàn)

［1］駱寶俊.異步電機(jī)軟啟動(dòng)器研究［M］.江蘇：南京理工大學(xué)，2007.

［2］駱洪明，郎文輝.交流電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)［J］.電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，10（5）：476- 479.

Application of AC Soft Starter to Sintering Conveying Equipment

Hu Li-li
（Iron-making Plant 2，Tianjin Tiantie Metallurgy Group Co.，Ltd.，She County，Heibei Province，China 056404）

AbstractThe paper explains the application of AC soft starter to sintering conveying equipment，including model selection，AC starter wiring and parameter setting. Practice done after the application of AC soft starter shows that the sintering conveying system runs steadily with stable performance，low fault rate，convenient operation and maintenance，and can fully meet production transportation requirements at sintering process.

Key wordssoft starter；sintering；conveying equipment；control mode

doi：10.3969/j.issn.1006-110X.2016.03.020

收稿日期：2016- 02- 08修回日期：2016- 02- 25

作者簡(jiǎn)介：胡麗麗（1985—），女，本科，主要從事電氣維護(hù)方面的研究工作。