游玲玲 李冬梅 高靜

【摘要】隨著大型煤礦工業(yè)用電量的飛速增長(zhǎng)，煤礦配電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性的要求日益增高。在快速轉(zhuǎn)運(yùn)裝車系統(tǒng)中交流三相異步電動(dòng)機(jī)在油泵控制中的廣泛使用，對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)提出了越來(lái)越高的要求，特別是對(duì)電機(jī)啟動(dòng)的控制提出了相應(yīng)的要求。傳統(tǒng)的快速轉(zhuǎn)運(yùn)裝車系統(tǒng)三相電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制在啟動(dòng)性能上無(wú)法適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)的要求，AB（Allen-Bradley）生產(chǎn)的Bulletin 150軟起動(dòng)裝置的應(yīng)用解決了其中存在的問(wèn)題，使用效果良好。

【關(guān)鍵詞】交流三相異步電動(dòng)機(jī)；軟啟動(dòng)器；啟動(dòng)方式

隨著大型煤礦工業(yè)用電量的飛速增長(zhǎng)，煤礦配電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性的要求日益增高。在快速轉(zhuǎn)運(yùn)裝車系統(tǒng)中交流三相異步電動(dòng)機(jī)在油泵控制中的廣泛使用，對(duì)主油泵電機(jī)啟動(dòng)的控制提出了越來(lái)越高的要求。傳統(tǒng)的快速轉(zhuǎn)運(yùn)裝車系統(tǒng)三相電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制易在啟動(dòng)過(guò)程中存在二次沖擊電流和沖擊轉(zhuǎn)矩，從而導(dǎo)致設(shè)備故障率上升，電機(jī)啟動(dòng)效率低，電網(wǎng)穩(wěn)定性差，在性能上無(wú)法適應(yīng)實(shí)際裝車運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。

AB（Allen-Bradley）生產(chǎn)的Bulletin 150軟起動(dòng)裝置很好地解決了其中存在的問(wèn)題。2009年以來(lái)我公司快速轉(zhuǎn)運(yùn)裝車系統(tǒng)引入AB（Allen-Bradley）生產(chǎn)的Bulletin 150軟起動(dòng)裝置。對(duì)公司快速轉(zhuǎn)運(yùn)裝車系統(tǒng)電控進(jìn)行了升級(jí)改造，出廠產(chǎn)品運(yùn)行七年來(lái)效果良好。

一、主油泵軟啟動(dòng)智能控制與傳統(tǒng)電機(jī)啟動(dòng)控制方式的比較

1、傳統(tǒng)的啟?？刂拼嬖诘膯?wèn)題

目前，我國(guó)大部分電動(dòng)機(jī)通常采用直接起動(dòng)、Y/Δ控制起動(dòng)和自耦變壓器起動(dòng)。這些傳統(tǒng)起動(dòng)器是通過(guò)降低電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電壓來(lái)降低起動(dòng)電流，起動(dòng)方式采用分步跳躍上升的恒壓起動(dòng)，在起動(dòng)過(guò)程中存在二次沖擊電流和沖擊轉(zhuǎn)矩，導(dǎo)致接觸器故障多、電動(dòng)機(jī)沖擊電流大、沖擊轉(zhuǎn)矩大、沖擊力矩大、效率低，可靠性差。但現(xiàn)在的Y/Δ起動(dòng)器已經(jīng)具有電動(dòng)機(jī)保護(hù)和監(jiān)控功能，技術(shù)水平和外觀與相較以前已有很大的改觀，可以滿足中小容量無(wú)特殊要求的空載或輕載起動(dòng)的控制要求。

傳統(tǒng)的啟動(dòng)方式在快速轉(zhuǎn)運(yùn)裝車系統(tǒng)中存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

（1）對(duì)裝車系統(tǒng)配電電網(wǎng)的沖擊大，嚴(yán)重影響了整個(gè)裝車轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)供電質(zhì)量；

（2）由于裝車轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)通過(guò)主油泵電機(jī)動(dòng)作，通過(guò)油箱向整個(gè)液壓系統(tǒng)原動(dòng)力，進(jìn)而使所連接的機(jī)械設(shè)備的動(dòng)作，傳統(tǒng)的電機(jī)啟動(dòng)方式在啟動(dòng)過(guò)程中的不穩(wěn)定性，容易對(duì)液壓系統(tǒng)及機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生較大的壓力沖擊，降低它們的使用壽命；

1）軟啟動(dòng)器智能控制與傳統(tǒng)電機(jī)啟動(dòng)控制方式的比較優(yōu)勢(shì)

智能軟啟動(dòng)器內(nèi)部通過(guò)采用微機(jī)控制技術(shù)，在計(jì)算機(jī)控制下可以使電機(jī)的輸入端的啟動(dòng)電壓慢慢地把從0升高至電機(jī)的額定電壓，頻率由0Hz升高到電機(jī)正常工作下的額定頻率，具有斜坡電壓和限制電流的功能。這樣電機(jī)的啟動(dòng)電流，就由不可控的過(guò)載沖擊電流變成為可控的、可根據(jù)需要調(diào)節(jié)大小的啟動(dòng)電流。利用軟啟動(dòng)其的這一特點(diǎn)可設(shè)置多種啟動(dòng)方式，電機(jī)啟動(dòng)的全過(guò)程都不存在沖擊轉(zhuǎn)矩，而是平滑的啟動(dòng)。

二、快速轉(zhuǎn)運(yùn)裝車系統(tǒng)主油泵電機(jī)軟起動(dòng)裝置的特點(diǎn)

相較傳統(tǒng)的電機(jī)啟動(dòng)控制方式而言，主油泵電機(jī)軟啟動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾方面：

1、對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在結(jié)構(gòu)上采用電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器作為油泵電機(jī)控制輸出執(zhí)行元件，控制邏輯用PLC實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。采用微機(jī)數(shù)字監(jiān)控和數(shù)字設(shè)定，便于維護(hù)控制，同時(shí)具有外部通信外控功能。

2、實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程的平滑漸進(jìn)，減少啟動(dòng)電流對(duì)快速轉(zhuǎn)運(yùn)裝車系統(tǒng)電網(wǎng)沖擊，改善了啟動(dòng)電流。

3、采用雙向可控硅啟動(dòng)控制，啟動(dòng)完成后，接觸器將可控硅短接，避免了接觸器直接控制電動(dòng)機(jī)易發(fā)故障的發(fā)生。

4、軟啟動(dòng)、軟停車方式，降低設(shè)備的振動(dòng)和噪聲，減小對(duì)液壓傳系統(tǒng)動(dòng)元件和機(jī)械設(shè)備沖擊。延長(zhǎng)液壓系統(tǒng)及機(jī)械設(shè)備的使用壽命。

5、該裝置保護(hù)功能齊備，具有過(guò)流、過(guò)載、缺相等多種保護(hù)。

6、可視化控制盤，顯示功能完備，便于數(shù)字化參數(shù)設(shè)定，能及時(shí)全面了解設(shè)備運(yùn)行情況。

三、電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器的工作原理

軟起動(dòng)器是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置。它的主要構(gòu)成是串接于被控三相電機(jī)與電力電源之間的三相反并聯(lián)閘管交流調(diào)壓器。以微處理器為核心，輔加相應(yīng)檢測(cè)電路，通過(guò)對(duì)功率器件即可控硅的控制，改變晶閘管的觸發(fā)角，就可調(diào)節(jié)晶閘管調(diào)壓電路的輸出電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)啟動(dòng)和停止。其基本的控制原理是采用電壓斜率的工作原理，控制輸出給電動(dòng)機(jī)的電壓從可整定的初始值經(jīng)過(guò)可整定的斜率時(shí)間上升到電機(jī)所需全壓值。通過(guò)對(duì)起動(dòng)電流閉環(huán)控制，任意設(shè)置穩(wěn)定的起動(dòng)電流。在整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中，軟起動(dòng)器的輸出是一個(gè)平滑的升壓過(guò)程（且可具有限流功能），直到晶閘管全導(dǎo)通，電機(jī)在額定電壓下工作。軟起動(dòng)器是一種用毫安級(jí)電流控制達(dá)幾kA晶閘管的無(wú)觸點(diǎn)電力控制設(shè)備。它結(jié)合了電力電子、自動(dòng)控制和單片機(jī)等技術(shù)，是一種全數(shù)字智能化三相異步電機(jī)啟動(dòng)設(shè)備。這種基于微處理器基礎(chǔ)上的軟件化控制，不僅有一般的電機(jī)保護(hù)功能，還有雙斜坡啟動(dòng)和預(yù)置低速運(yùn)行、避免機(jī)械沖擊等特殊的工藝控制功能

四、AB Bulletin 150系列軟啟動(dòng)器的工作原理及技術(shù)特性

美國(guó)AB公司生產(chǎn)的AB Bulletin 150系列軟啟動(dòng)器采用微控制器標(biāo)準(zhǔn)，三相鼠籠感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。每個(gè)控制器有7種標(biāo)準(zhǔn)的工作模式。具有起動(dòng)電流小，為額定運(yùn)行電流的1～4倍，起動(dòng)平穩(wěn)，對(duì)電網(wǎng)沖擊小等優(yōu)點(diǎn)；通過(guò)編程可實(shí)現(xiàn)全壓?jiǎn)?dòng)，其輸出到電動(dòng)機(jī)的電壓能在1/4S內(nèi)達(dá)到全壓。起動(dòng)轉(zhuǎn)換為運(yùn)行時(shí)無(wú)二次沖擊電流。

軟啟動(dòng)器技術(shù)特性：

1、內(nèi)置SCR旁路/運(yùn)行接觸器。達(dá)到最佳起動(dòng)效果。

2、內(nèi)置電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)。

3、每一相上都有電流互感器。

因此，軟啟動(dòng)器可以使裝車轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)主油泵三相電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)平滑升壓起動(dòng)，在實(shí)際工況中能大大減少起動(dòng)電流對(duì)裝車轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)配電電網(wǎng)的沖擊。保證主油泵電動(dòng)機(jī)有效平穩(wěn)地起動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝車轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的完整的保護(hù)功能，有效提高了裝車轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的可靠性。使用軟啟動(dòng)器后，三相電機(jī)啟動(dòng)電流明顯降低。而且，軟啟動(dòng)器結(jié)構(gòu)緊湊，自動(dòng)化程度高，安全可靠，故障率低，節(jié)省運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用。該軟啟動(dòng)裝置應(yīng)用在廣州港、黃驊港裝車系統(tǒng)的主油泵后，主油泵運(yùn)行狀況良好，從未發(fā)生由電控故障而引發(fā)的事故。

參考文獻(xiàn)

[1]戴戈.軟啟動(dòng)器在工程上的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014（27）.