刮板输送机软启动控制设计

2018-08-26宫丽

机械管理开发 2018年8期

宫丽

（同煤集团马道头煤业有限责任公司，山西大同 037000）

1 双速电机软启动的相关原理

目前，煤矿井下采煤工作面的刮板输送机大多采用双速电机，双速电机属于异步电动机变极调速，是通过改变定子绕组的连接方法达到改变定子旋转磁场磁极对数，从而实现改变电动机转速以调整输出。在对煤矿施工中的双速电机软启动的参数以及实际的运行情况进行考量后发现，双速电机处于正常的运转模式时，电机的实际功率便会减慢，当功率减慢时带来的影响便是电流减慢，此时的线路压降所产生的损失较少，电机端的电压也处于较高的数值[1]。与此同时，当双速电机在对较低的数值进行运转时，双速电机内部的电流就处于持续降低的状态，当双速电机在运行达到了一定的速度时，还可以切换到另一种速度的层面上，这时的软启动电流处于较小的数值，也就是在最大程度上实现了软启动。经相关的专业工作人员调查得知，双速电机中的电流和内部结构具有密不可分的关系，并且双速电机中的电流为额定电流的7倍左右。在这过程中，双速电机中较低的电流会处于低速运行模式，该模式下的电流将会是双速电机高速启动电流的一半左右，当降低启动电流，便会真正实现软启动。

2 软启动的硬件构架设计

2.1 信号采集

相关专业的设计人员为了更好地进行电流信号采集工作，将双速电机的额定输入电压设为1 140 kV左右，并将额定功率设置在400 kW左右，当功率的因数在0.700～0.825左右时，主回路的额定电流在225～289 A左右，更好地实现了电力互感器的二次侧电流信号在5 V左右的标准电压信号的转换，发挥了信号采集的最大作用。通过相关专业人员的分析调查得知，二次侧采集的电压信号实际为交流信号，而控制以及处理模块所能识别的信号主要为直流信号，并需要进行直流信号的互换。因此，进一步采用交流电的有效值标定交流电的特性是具有一定现实意义的。对经过转化后的公式进行分析，所测量的电路主要包括乘方运算的电路、积分电路、除法电路以及开方运算电路等。由于电路的结构较为特殊，并且具有与一定的复杂性，只有通过相关专业的芯片来更好地对上述值进行有效的测量，并最终得出所需要的运算电路，可以在最大程度上更好地满足软启动的实际控制策略中电流信号的采集[2]。

2.2 漏电保护

在进行采煤以及运煤的过程中，需要使用刮板输送机的双速电机进行工作。在这过程中时，可能会出现双速电机的电流通过主回路而将地缘电阻以及分布的电容接入大地中。在实际的综采现场中，相关工作人员所进行的漏电保护是基于零电流控制以及附加直流源的检测。经过相关工作人员分析得知，在控制零电流以及检测附加直流源的零序电流时，更需要对软启动控制中的漏电保护进行掌握，并对影响漏电保护的因素进行排查和完善。

2.3 过电保护

煤矿运输中刮板输送机软启动控制装置的构成如图1所示。

图1 过电压保护线路

由图1得知，电容器C1、C2、C3可以增加负载侧的电容值，并通过增加侧电容值来进一步降低主回路的节流过电压，以此来进一步减少波阻抗和减缓浪涌电压的实际上升速度。由于与电容串联的电阻R1、R3以及R5可以在一定程度上起到能量消耗的作用，因此，只有做到保持高频电流，才能将其衰减，与电容并联的电阻R2、R4、R6为实际电容的电阻。为了更好地分析过电保护装置，相关专业人员对降低节流过电压的过程以及中间环节进行分析，当断开交流电时，电流会在一定程度上从峰值下降到零点，并产生截流[3]。

3 软启动的软件构架设计

在进行运煤挖煤的过程中，刮板输送机的双速电机软启动控制策略具有一系列较为严密的流程和环节，相关技术人员需要根据刮板输送机的双速电机软启动控制初始化执行后，进行软启动的主回路漏电检测。由于实际的运行模式主要分为自动运行和非自动运行，在这过程中为了避免底链段松懈而影响整体的刮板链。与此同时，在进行自动运行的过程中，技术人员经过实验得知，低速启动机尾双速电机在累计到一定时间后便可以启动机头电机，以此来判断高低速实际运行的标志位置，若是不然，则进行高低速运行模式切换或者是运行错误模式，在运行错误模式后会立刻引发报警装置，否则处于反复循环的状态[4]。