软启动器一拖多回路在干燥机风机控制系统中的应用

2011-05-11杨小东陈金源薛翔宇

制造业自动化 2011年7期

关键词：可控硅干燥机设定值

杨小东¹ ，陈金源² ，薛翔宇，陈凌

（1. 北新集团建材股份有限公司技术中心，北京 102208；2. 北京机械工业自动化研究所自控中心，北京 100120）

软启动器一拖多回路在干燥机风机控制系统中的应用

杨小东¹ ，陈金源² ，薛翔宇2，陈凌1

（1. 北新集团建材股份有限公司技术中心，北京 102208；2. 北京机械工业自动化研究所自控中心，北京 100120）

0 引言

北新建材石膏板生产线二控干燥机风机系统共六台风机（废气和预热风机除外），每台装机为110KW，其主要功能是将热原经换热器换热后的热量对干燥机系统均匀的布风。换热器前供热原大多为高温导热油、高温热烟气、高温水蒸汽等。在原石膏板项目设计中，风机的启动方式均为软启一对一方式。但在风机启动后软启因均切入旁路所有软启基本空置，因风机系统基本不需要软停止控制模式这一软启特有的软启软停功能，系统自然也不会出现像泵类负载系统等的“水锤现象”，故运行模式一般都是软启直停。显然一对一的软启动方式成本较高，且控制柜体占地面积较大，设备增多，故障点也就比较高，维护和操作也就随之比较复杂了。针对风机系统的这一运行特性，我们经过仔细研究与试验，设计了软启一拖多控制回路。

1 丹佛斯MCD3000系列软启动器降压起动原理

软启动器通过控制晶闸管的导通角来控制输出电压，因此，软启动器从本质上是一种能够自动控制的降压启动器，其采用三相反并联可控硅作为调压器，将软启动器串接在电源和电动机定子之间。

软启动器启动电动机时，可控硅的输出电压由设定值(一般为220V)逐渐增加，电机起动转矩随之逐渐增加，转速也逐渐增加，直到可控硅完全导通即电机工作在额定电压上时，软启动器就实现平滑切换，由可控硅切入外部旁路，这样也降低了可控硅的发热，增加了软启的使用寿命，提高其工作效率，又可避免了谐波污染电网。主启动控制回路如图1所示。

图1 丹佛斯软启主启动回路

图2 软启和星角转换电压变化曲线

从图1软启的主启动回路可以清楚的看到，在启动初期，软启动器通过内部可控硅端子T1、T2、T3来启动马达，当可控硅全部导通时，旁路接触器吸合，改为市电供电方式。

从图2软启动电压变化曲线可以看出，丹佛斯MCD3000系列软启动器属斜坡软起动。这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加，当电流达到预先所设定的值后保持恒定，直至起动完毕。起动过程中，电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。电流上升速率大，则起动转矩大，起动时间短。该起动方式是应用最多的起动方式，尤其适用于风机、泵类负载的起动。

2 丹佛斯MCD3000系列软启动器一拖三控制原理

丹佛斯MCD3000系列软启动器它不但具有电机软启动控制器的优点，而且还具有设定自动监测参数功能。包括中文菜单设定、设定起始电流、可编程故障监视编程报警设定等。具备三相不平衡保护、反相保护、电机堵转保护、可控硅过热保护、电动机过载保护，欠载保护等保护功能。该软启动一拖多回路设计了拖动三台同功率的电机（如图3、图4所示）。这样减少了投资，充分体现了方案的经济性，实用性。

图3 软启动器一拖多主回路

图4 软启动器一拖多旁路

1）启动过程：首先选择一台电动机，在软启动器拖动下按所选定的启动方式逐渐提升输出电压，达到工频电压后，旁路接触器接通。然后，软启动器从该回路中切除，为启动下一台电机做准备。

2）停止过程：先启动软启动器与旁路接触器并联运行，然后切除旁路，最后软启动器按所选定的停车方式逐渐降低输出电压直到停止。在本项目中，此功能基本不用，但是在泵类负载中，必须要切入软停止模式，否则会造成系统冲击。

3）软启动起动和停止过程只针对某一台风机，风机间软起软停具备互锁逻辑电路。互锁等逻辑电路主要靠西门子S7-200PLC来实现，这样能够极大的保证系统的稳定性（如图5所示）。

图5 软启控制PLC系统

4）参数设定：参数设置根据参数号、参数含义、设定值来说明。1 电机满载电流 192 A（电机额定电流值）、2 电流极限值400 % （恒流启动设定值）、3 初始电流 300 % 、 5 软停止过度时间 10 S 软停止设定值、9 瞬时过载跳闸点 450 %、 10 启动时间过长保护 15 S 、12 三相不平衡保护的延时 60 S 、13 欠流保护延时 60 S 、15 再启动延时50 S。