低压电机单机再起动控制器的设计与实现

2014-04-29高军民张红旺

中国机械 2014年13期

高军民　张红旺

摘要：工业生产活动中，电机的连续稳定运行是保证日常工作有序开展的先决条件。实际生产中影响低压电机停止运转的因素较多，如雷击、电路短路、自动重合闸关闭等，对工业企业的安全生产影响较大。随着经济活动的不断深入开展，相关的能源需求也在稳步攀升，尤其是煤炭能源的开采，输煤胶带机的运转一旦停止将会造成严重的安全事故。因此就需要一套合理科学的低压电机单机再起动控制器来保障煤矿企业的正常生产。

前言：输煤胶带机是煤矿企业日常生活生产的重要使用设备之一，也是开采的煤炭能够及时迅速的输送到地面的重要保障。一旦输煤胶带机的电机因为种种客观因素造成停止运转，将会对整体工作造成重要的影响。因此煤矿企业迫切需要能有一套低压电机单机再起动控制器来保证电机能够平稳运行。基于此背景下本文针对低压电机单机再起动控制器的结构和组成进行研究，继而设计出一套科学合理的控制系统来保障企业日常生产，推动我国经济平稳有序运行，具有重要的现实意义。

1 工作原理解析

低压电机单机再起动控制器主要是通过实时监测供电网络的电压变化情况来调节电机的运转，保证在电网突然出现电压降低或者消失的情况下，低压电机单机再起动控制器能够在系统预设时间内将电机再次起动的控制系统，当电压降低或者消失时间小于系统预设时间，通过低压电机单机再起动控制器可以正常自动运转电机，促使整个传送系统进入工作状态，如果断电时间超过了系统预设时间则系统不启动，电机停止运转。

其中T为系统预设的断电时间周期，Tm为断电时间相应上限，如果T>Tm那么低压电机单机再起动控制器不工作；如果T

2.硬件系统构成分析

2.1.检测模块

检测模块是整个低压电机单机再起动控制器的主要构成部分，通过检测模块的使用能够对运行的电机接触器辅助触点的开关状态进行监测，对电机运行的电压进行选择，以保证能够满足电机运转的需求。当电压出现降低或者消失的状况时，检测模块针对电压信号的异常起动针对性的保护设置，通过触点的使用来逐渐降低电机功率，避免电压突然降低导致电机受到损伤，在电压恢复平稳后对电压信号进行检测，确保稳定后起动电机，带动整个输煤胶带机的正常运转。针对电压闪络现象，本系统采用的是硬件逻辑模块检测，其成本较低能够被煤矿企业广泛采用，降低生产成本的支出。

2.2.电源模块

电源模块是整个低压电机单机再起动控制器的主要动力来源，其相应的电源模块构成较多，主要为数字系统电源以及开关量输入的检测电源等，在煤矿的输煤胶带机中还相应的增加了备用电源模块，保证输煤胶带机在电压出现闪络现象导致电压不稳定电机所需要的额定功率无法达到设定目标从而对电机造成损害，当电压不稳或者消失，检测模块输出信号，启动备用电源来保证电机能够持续运转一段时间，支持到电压稳定时备用电源自动关闭从而保证整个电路系统能够稳定运行，电机不会受到损害，提高煤矿生产的安全系数。

2.3.显示模块

显示模块是整个低压电机单机再起动控制器的信号显示装置，系统读整体的电压信号的强弱和数值的变化情况通过显示模块显示给相关工作人员来进行下一步工作的开展或者检修整个系统，解决出现问题的部位，保证输煤胶带机能够正常运行。

2.4.RTC模块

当低压电机单机再起动控制器自动起动电机运转时，需要记录相应的数据和时间点，以方便查阅工作，RTC模块起到的作用就是将电机的运转时间和信号准确记录，以保证电压闪络发生的具体时间和变化情况，保证直观清晰的反映出电机的运转状况，为相关工作的开展提供数据支持。

3.系统软件功能

3.1.自动重启功能

当电压恢复时，通过低压电机单机再起动控制器检测模块发出的可以正常起动电机的指令，系统自动进行电机起动，此功能的使用保证了系统的反应能够与实际同步，缩短反应的时间，排除了因为人为疏忽导致的电机未启动而导致的整个系统未能运行的状况。

3.2.历史记录功能

每次电机停止运行和低压电机单机再起动控制器起动电机的时刻都会被系统准确记录在系统当中，以方便工作人员进行日常工作的检查和系统维护时相应指标数据的使用，查询历史记录可以对电机进行有效的维护等方面工作的有效开展。

3.3.超长计时的处理

后备电源由于受到了体积、成本等因素的限制导致不可能长时间的启用来支持电机的长时间运转，而实际的电压闪络现象持续的时间可能较长，超过了系统反应的时间，造成控制系统在电压稳定后也无法正常自动起动电机的现象发生。

超长计时的处理则是牺牲掉了部分的精度来保证系统能够在较长时间内处理电机的自动起动工作，通常时间为180s，如果超过了计时长度则会损失部分精度下延长工作时间，但是时间持续较短，相对于超长计时的处理问题，精度的损失是客户完全可以接受的。