试析可控硅软起动技术在带式输送机上的应用

徐腾

（安徽省宿州市埇桥区桃园矿综采二区，安徽 宿州 234000）

试析可控硅软起动技术在带式输送机上的应用

Analysis of the SCR soft start technology in belt conveyor

徐腾

（安徽省宿州市埇桥区桃园矿综采二区，安徽 宿州 234000）

随着煤矿业的快速发展，带式输送机已经成为了装卸物料的主要运输设备，和其他运输设备相较而言，其运输量更大、可靠性更高、运输距离更远、连续性更好，在煤矿业中应用越来越普遍。目前，带式输送机正向大功率、大运量、远距离、高速方向发展，因为所需起动加速度越来越大，导致其起动越来越不稳。而软起动技术作为改善起动条件的重要手段，在带式输送机上得到了广泛应用。本文主要对可控硅软起动技术在带式输送机上的应用进行分析。

可控硅软起动技术；带式输送机；应用

以往煤矿井下带式输送机均是采用鼠笼电机直接起动法，虽然涉及的设备较少，操作简单，但是也存在着一些不良影响，如对机械设备产生冲击；胶带局部张力过大，在1～2 s内使电机直接起动达到额定转速，容易出现打滑现象，阻碍胶带上升；破坏电网品质。而可控硅软起动技术具有性能优良、操作简单、价格低廉等优势，可以显著增加胶带使用年限，应用价值非常高。

1 可控硅软起动技术概述

可控硅软起动器是一种集电机软起动、轻载节能、软停车、多种保护功能于一体的电机控制装置［1］。从380 V～1140 V的低压软起动器在我国已经得到了广泛运用，而3 kV、6 kV、10 kV的中高压软起动器尽管在煤矿、化工、石油、水厂、电厂、钢铁等领域中得到应用，但是大多数依然采用电抗器、水电阻等技术方法。在实际生产过程中，加强高压可控硅软起动技术的应用，可以有效取代传统高压电机起动技术，发展空间非常广阔，能够获取更多的经济效益与社会效益。

可控硅软起动技术主要就是依靠改变施加在电机定子绕组端电压的大小，改变电机输出力矩［2］。在20世纪70年代时，我国也将可控硅软起动技术应用于吊车、绞车、电梯上，但是其调速范围非常窄，尤其是当电机长期处在低速运转状态发热严重时，极大的制约了可控硅软起动技术的应用范围。

然而，带式输送机是一种阻力矩负载，其操作频率为每小时几十次，起动时间少于30 s。对于此种长期连续负载的设施，可以选用可控硅软起动技术予以调速，装置容量能够达到数千千瓦，利用优势非常明显。

2 可控硅软起动技术应用

电机定子侧电压降低，其起动力矩也会随之下降，如果选用开环系统，在不同负载作用下就无法确保平滑运动。为此，在实际应用中，一定要选用闭环的可控硅软起动系统，主要包括主回路部分、触发器、调节器、速度检测器等［3］。

2.1 主回路接线方式

在电机定子侧，用两只可控硅对每相进行反并联，形成三相对称控制，此种接线方式所涉及的可控硅元件数量较少，波形输出时，均为三相对称，没有逆序分量，能够提供较大力矩，并且可以有效减少电机发热。

在整个系统中，接触器C2的作用就是在电机转速趋于额定转速的时候，对可控硅SCR1、SCR2予以控制，这样不仅可以缩减电压损耗，提升电机转速，还可以避免可控硅元件发热，具有很好的防爆散热功效。以控制200 kW、660 V的防爆鼠笼电机为例，可以使用2 000 V、500 A的可控硅元件。

2.2 控制系统

在带式输送机中，可以选用电流闭环式反馈系统，能够充分满足软起动条件。在电流截止负反馈中，因为最大电流值受限，可以有效缓冲起动电流对电网的冲击，但是也会限制最大起动力矩，导致起动时间随着负载大小发生改变，此种形式非常适用于轻载起动。

2.3 触发器

由以上分析可知，当主回路中可控硅元件触发移相角移动不平衡的时候，电机线中含有直电流，使得输出力矩下降。与此同时，也会出现电机振动等现象。根据有关研究显示，要想得到理想输出，触发移相角不平衡角度应低于4°。

3 可控硅软起动的功能特点

首先，其可以避免起动电流与高起动转矩的峰值，保证机械作业不会受到三相交流的影响；供电系统不会受到起动电流的影响，能够有效制约加速转矩，极大的降低了机械应力与机械磨损，有效增加了机械使用年限。

其次，软起动器的保护功能与自诊断功能较为完善，不管是内部还是外部出现的影响与故障，均会得到有效解决，确保设备正常运行。最后，软起动器的安装操作比较简便，能够根据负载予以有效调整，运行效率非常高。

4 结束语

综上所述，煤矿井下作业环境中含有一些煤尘甲烷及其他有害气体，空气湿度大于90%，所以，采用鼠笼电机作为驱动电机。通过鼠笼电机与可控硅软起动设备的配合，可以达成带式输送机的软起动。在此过程中，可以显著减少维修费用与损失工时，增加设备使用年限，具有很大的推广与应用价值。

［1］ 姜占东.带式输送机常用软起动装置技术特点探析［J］.科技视界，2012，（29）：302，294.

［2］ 李文华，张鑫.带式输送机软起动的速度控制特性分析［J］.科技导报，2013，31（20）：39～42.

［3］ 安文，马恒强，王金和，等. 矿井带式输送机软起动技术［J］.山东煤炭科技，2012，（06）：137～138.

TD528

1009-797X （2015） 18-0102-02

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10.13520/j.cnki.rpte.2015.18.039

徐腾（1988-），毕业于中国矿业大学徐海学院，从事机械设计制造及其自动化工作。

2015-08-14