QJR系列软启动器在煤矿皮带机中的应用

黑龙江省鹤岗市益新煤矿 张胜会

1.概述

皮带机是煤矿生产运输系统中的重要设备,而皮带机电机启动运行的稳定性关系到整个煤矿的生产运输情况,因此皮带机电机启动设备的选取关系到煤矿生产运输系统的连续稳定运行。电机的启动方式主要有定子串电抗器、Y/△和串自耦变压器等启动方式,对皮带机则大量采用液力耦合器的启动方式,然而这些启动方式都存在启动过程中电压不能线性变化、切换过程中不能避免电气和机械冲击、设备故障率高等缺点。特别是拖动大型皮带机的高压大功率电机,针对以上传统启动的缺点,对于皮带机高压电机我们选用目前普遍采用的先进的微处理控制技术和电力电子技术的电机软启动器为启动设备,可以很大限度的消除电气和机械的冲击,延长设备的使用寿命。

2.QJR4-1140型电机软启动器的工作原理

由于电机的转矩与加在定子端的电压平方成正比，而电机电流与定子端的电压成正比，因此，可以通过控制电压对加速转矩和起动电流进行限制，电压的控制是通过控制可控硅的相位角实现的。

交流软起动器主回路采用三对反并联可控硅（电气原理图参见图1），利用无速度全数字矢量控制技术，通过速度与电流的闭环调节来完成对电机端电压、电流的控制，从而实现电机的软起动等。工作时，软起动器接收到控制信号后，由微处理器根据面板设定的参数或通过PC口输入的数据，控制三相可控硅的导通角，使得电机按设定的曲线平滑起动。起动结束后，由控制器发出信号，使旁路真空接触器进入正常工作后，可控硅暂停工作。

由图2可知：每一相电路由两个可控硅反并联组成，每个可控硅负责半个周波的导通与关断，两个可控硅组合负责整个周期的导通与关断。输入电压U是固定值（全波形），根据可控硅的控制特性，通过控制触发脉冲的相位，输出电压Ua的波形是不连续波形，其值比输入电压U低，这样通过控制触发脉冲移相就可控制输出电压的高低。由于触发脉冲是由计算机根据设定自动连续移相，因此输出电压在2O%--1OO%Ue之间连续可调。三相原理与此相同。这样，在电机起动时，就可以较小的电压起动（软起动），然后电压线性上升，直至额定电压。待电机以额定电压运行时，这时计算机控制旁路按触器吸合，同时可控硅停止工作。

若旁路按触器吸合不正常，这时计算机自动控制可控硅继续工作。这种情况下可控硅只能运行几个小时，长时运行会损坏可控硅。观察旁路运行指示灯（一绿色指示灯），灯亮表示正常，灯不亮表示旁路按触器没有正确吸合。这时应及时检查，恢复正常工作。

图1

图2

3.使用方法

3.1 安装接线

3.1.1 本装置在与电机及其它开关连线之前，用万用表（最好为指针式）测量每相可控硅（即进出端子）之间电阻应大于1OOkΩ，绝对禁止用兆欧表测量。

3.1.2 拆除软起动器内控制盒的接地线，并接三相输入与输出，用兆欧表测量它们与机壳的绝缘电阻应不小于5OMΩ，检查完毕，将控制盒上的接地线接好；若发现绝缘下降，请予以及时处理。

3.1.3 如图3所示，将交流软起动器串接在电机与电源开关之间。

交流软起动器接线腔中的L1、L2、L3为进线端，与前一级开关相连；U、V、W为出线端，与电机连接（接线端子见图4—下页）。

3.1.4 本装置一般工作电压设置为114OV（对于可以工作在额定电压为AC114OV的交流软起动器，包括漏电检测也置于综合保护器1脚上），在使用中可以根据自己的需要将工作电压调整到66OV，只要把电压跨接片接至66OV，同时，将原接到综合保护器第1引脚漏电检测线改接到第2引脚（否则不能进行正常漏电检测）；另外，注意被控电机的电流要小于交流软起动器铭牌上的额定电流，其它线路不用变动。绝对禁止将额定工作电压为AC66OV的交流软起动器用于AC114OV上！

图3

图4

图5

表1 控制功能的设置

LED状态显示运行状态（常亮）LED1 LED2 LED3 LED4 LED5准备就绪起动或停止电动机运转节能制动故障状态（闪烁）LED1 LED2 LED3 LED4 LED5电源故障可控硅故障过载综合故障起动受阻

3.2 参数设定

3.2.1 起动时间

软起动时间即为电机平滑起动的时间，通过控制盒面板上的起动时间电位器可以设定电动机起动时间为O.3～18Os，正常值设定为1O～2Os，可以根据所需时间或以调试结果为依据进行设定。

3.2.2 起始电压

起始电压从2O%～1OO%Ue连续可调，它通过调节控制盒面板上的电压电位器来完成，一般为7O%Ue左右的设定值，正常情况下一般能满足不同负载的需要，在没有特殊情况下无须改变设定。如有需要，可以逐步连续改变电压的设定值，直到满意为止。

3.2.3 限流

限流控制由控制盒面板上的限流电位器设定，交流软起动器电流限定值根据负载的类型在O.5～6Ie之间选择，一般设定值在3～5Ie左右。如有需要，可以逐步连续改变电流的设定值，直到满意为止。

3.2.4 软停止时间

对有软停止需要的场合，通过控制盒面板上DIL1和DIL2拨动开关将交流软起动器设置有软停止功能，软停止时间的长短由控制盒面板上的停止时间电位器来设定。

3.2.5 软起动器几种典型功能设置（见表1）。

3.3 两台软起动器联锁控制方式

3.3.1 接线方式

接线方式如图5所示。

注意：

（1）胶带机采用双电机驱动，每台电机配一台软起动器，每条胶带机配两台软起动器，两台软起动器分别为1＃、2＃。

（2）采用该接线方式可起到两台电机联锁功能，两台软起动器同时工作，无论什么原因，一台软起动器停止工作，另一台也停止工作，杜绝单台电机工作。

3.3.2 状态显示及信号输出

软起动器内控制盒面板上有5个指示灯，表示运行状态及故障信息（见表2）。

3.4 使用注意事项

（1）对于电网电压较高的使用场合，必须检查通过控制变压器输出的控制电压应在AC2OOV～AC24OV之间，否则会影响控制盒正常工作，甚至损坏控制盒。软起动器的外壳必须可靠接地。

（2）安装前检查被控设备电机与减速器之间有无液力偶合器，若有，应先将液力偶合器改为对轮连接，否则会影响软起动效果和造成起动失败。

（3）测量绝缘电阻时，必须拆除软起动器内控制盒的接地线，用兆欧表测量输入、输出端对机壳之间的绝缘电阻应不小于5OMΩ。

（4）切勿用兆欧表测量端子间及可控硅两端的电阻，以免对软起动器产生破坏。

（5）使用交流软起动器后，根据需要适当调整前一级馈电开关的电流整定值和时间。

（6）对于114OV和66OV两种电压均能适用的交流软起动器来说，一般接线为114OV（漏电检测线接综合保护器的1脚）；若电网电压是66OV，需将电压跨接片接至66OV，漏电检测线要接综合保护器的2号引线端子。注意被控电机电流要小于交流软起动器铭牌上的额定电流。

（7）软起动器内的主要器件，特别是可控硅和控制盒部分，请勿私自拆卸、修理，以免造成事故和损失。

（8）交流软起动器在运输过程中应避免强烈振动和翻滚。

（9）特别注意：在维修交流软起动器时，交流软起动器的进线端L1，L2，L3必须与电源完全断开。维修电动机时，必须将本设备的隔离换相开关置于空档位。

4.结束语

本软启动器作为交流电动机的现代启动技术应用之一，通过降低机械、电流的冲击，最大限度降低设备事故率。减少设备维护，且装有可以直接启动的真空接触器可以保证软启动系统出现故障时直接启动电机，保证生产的持续性，自使用以来一直运行可靠，实现免维护，是煤矿输送设备性价比较高的中高压启动设备。