軟起動器在綜采工作面刮板機上的應用
發布時間：2019-07-10 15:23:37來源：
《硅谷》雜志2012年第17期刊文稱，針對煤礦采煤工作面刮板輸送機的重載難啟動問題，采用基于單片機的全數字化控制器控制大功率可控硅實現調壓調頻軟啟動，解決刮板機啟動沖擊電流問題、重載啟動斷鏈問題以及壓溜難啟動問題，改善刮板機工作條件，實現綜采面高效安全生產。
為了解決刮板輸送機的重載難啟動，啟動動載沖擊，電網沖擊等刮板機的啟動問題，靖遠煤業集團公司紅會一礦于2012年3月在1703綜采放頂煤工作面刮板輸送機上應用了礦用隔爆組合軟起動器，使用正常，效果比較理想。
1綜放工作面參數及配套設備：
1.1工作面參數：1703綜放工作面，工作面傾向長度184m，傾角3～5°，采高3m，可采走向長度732m。
1.2工作面配套設備：工作面配套ZZFT7200/20/30型端頭支架1組，ZZFG5200/19/32型過渡支架6架，ZZF5200/19/32型基本支架115架，MG300/700-QWD型采煤機1臺，SGZ764/500型前部輸送機為1臺，SGZ830/800型后部輸送機1臺，SZZ830/250型刮板轉載機1臺，PLM1500型破碎機1臺。
1.3軟啟動器控制的刮板輸送機主要技術參數：后溜型號為SGZ830/800型，整機功率2×400kw，額定電壓1140V，額定電流250A，鋪設長度184m，運輸能力1300t/h，鏈速為1．03m/s，鏈條為中雙鏈，規格2-Φ34×126；前溜型號為SGZ764/500型，整機功率2×250kw，額定電壓1140V，額定電流150A，鋪設長度184m，運輸能力800t/h，鏈速為1.1m/s，鏈條為中雙鏈，規格2-Φ34×126。
1.4工作面刮板機之前采用的控制方式：工作面前后部刮板機均為雙機拖動，機頭尾各設置一套傳動系統，選用雙速電動機，低速啟動切換為高速運行，用組合開關進行控制，起動電流較大，容易發生斷鏈事故，出現壓溜現象較難起動。每臺電動機設置兩根負荷電纜（電纜長度500m+320m），需兩個真空接觸器控制，初期投資大，電纜多，占用空間，移動電纜消耗較多勞動力。
2軟啟動器技術參數及性能
2.1主要技術參數
QJR1-2×400/1140（660）-2型組合軟啟動開關：額定電壓1140（660）V；額定電流2×400A；被控電機比較大功率2×600kw（1140v）；啟動時間依負載自動設定；啟動電流為4倍的額定電流；電流反饋方式，大于等于1倍的電機額定轉矩；強力矩啟動方式，大于等于1.4倍的電機額定轉矩。
2.2啟動方式選擇
1）調壓啟動：給電機一個初始電壓，然后電壓按斜波形式逐漸增加，比較終達到全壓，旁路真空吸合。低速段加速度小，高速段加速度大，起動電流可上升到5-6倍電動機額定電流，起動時間固定（可設定值）。
2）限流啟動：電機起動過程中，電流變化始終小于或接近4倍額定設定電流，整個起動過程中加速度變化較小，系統勻加速起動。起動時間依負載大小自動調節。
3）限流+突跳啟動：把突跳點選在電流達到4Ie后，此時傳動系統已全部張緊，再行發揮電機的全部起動能力。實踐證明，這種突跳方式，電動機的起動能力得到了充分發揮。
自測負載中間突跳起動電壓變化曲線與初始突跳起動電壓變化曲線比較：
4）定頻啟動：模擬定頻方式，通過控制晶閘管的導通順序，在改變電壓的同時，也改變輸出到電機上的電源頻率，實現高轉矩V/F控制，模擬調壓、調頻。定頻起動一定時間后，使刮板機鏈條張緊，刮板輸送機由靜止變為運動狀態，系統由較大的靜摩擦轉為較小的動摩擦，然后轉入限流方式繼續起動。試驗證明低頻段起動力矩達到1.4Me，可實現重載起動成功。
5）全電壓直接啟動：僅在軟起動無法正常工作情況下，需采取應急措施時使用，此時軟起動控制器與一般正真空磁力啟動器功能相同。
2.3堵轉保護
在軟起動過程中，當負載轉矩大于或等于電動機比較大起動轉矩時，拖動系統加速度小于或等于零。電機已堵轉，不能正常起動。此時，通過對電流的檢測，實現堵轉保護。避免電動機因長時間堵轉而引起的發熱。如左圖，在系統未發生堵轉時，電流到達4Ie后，隨著系統的加速，電流下降，則系統起動成功。
3效果分析
1）啟動時間隨負載自行調節，重載啟動時間由原來的5～7s延長到近20s，加速度減小，較大幅度的減輕了刮板機的動沖擊載荷，有效地保護了刮板機的傳動部件，基本消除了斷鏈事故。
2）解決了刮板輸送機的重載難啟動問題。對于工作面經常出現的壓溜問題（片幫煤壓死前溜，架間漏煤壓死后溜），使用軟啟動增大啟動轉矩能實現正常啟動，提高了輸送機的運行效率，保護了設備，避免了人工清溜攉煤，減少了工人勞動強度。
3）減輕了刮板機啟動對電網的沖擊。工作面刮板機裝機功率較大，常需重載啟動，電機啟動電流很大，導致電網電壓突然下降，影響電網的供電質量，影響其它設備的正常運行。軟啟動器投入運行后，電動機啟動電流由原來6—7倍的額定電流下降至4倍以下，較大幅度的減少了對電網的沖擊，提高了電網供電質量。
4）QJR1-2×400/1140（660）-2型組合軟啟動開關有調壓軟啟動、限流軟起動、突跳軟起動和定頻軟啟動多種啟動方式，適用于各種困難條件；通過對電流的檢測，還可實現堵轉保護；軟起動無法正常工作時可實現全電壓直接啟動的應急措施。
5）減少工作面2臺刮板機共4跟負荷電纜的敷設（原雙機拖動刮板機雙速電動機改為單速電動機），增大了巷道空間，顯著效果是較大幅度的減少了工人每天移動電纜的勞動強度。
6）經濟效益顯著，節約初期投資60.5萬元。4臺雙速電動機換為單速電動機減少投資26萬元；減少負荷電纜4根共1640米（2×500m+2×320m），節約投資34.5萬元。
為了解決刮板輸送機的重載難啟動，啟動動載沖擊，電網沖擊等刮板機的啟動問題，靖遠煤業集團公司紅會一礦于2012年3月在1703綜采放頂煤工作面刮板輸送機上應用了礦用隔爆組合軟起動器，使用正常，效果比較理想。
1綜放工作面參數及配套設備：
1.1工作面參數：1703綜放工作面，工作面傾向長度184m，傾角3～5°，采高3m，可采走向長度732m。
1.2工作面配套設備：工作面配套ZZFT7200/20/30型端頭支架1組，ZZFG5200/19/32型過渡支架6架，ZZF5200/19/32型基本支架115架，MG300/700-QWD型采煤機1臺，SGZ764/500型前部輸送機為1臺，SGZ830/800型后部輸送機1臺，SZZ830/250型刮板轉載機1臺，PLM1500型破碎機1臺。
1.3軟啟動器控制的刮板輸送機主要技術參數：后溜型號為SGZ830/800型，整機功率2×400kw，額定電壓1140V，額定電流250A，鋪設長度184m，運輸能力1300t/h，鏈速為1．03m/s，鏈條為中雙鏈，規格2-Φ34×126；前溜型號為SGZ764/500型，整機功率2×250kw，額定電壓1140V，額定電流150A，鋪設長度184m，運輸能力800t/h，鏈速為1.1m/s，鏈條為中雙鏈，規格2-Φ34×126。
1.4工作面刮板機之前采用的控制方式：工作面前后部刮板機均為雙機拖動，機頭尾各設置一套傳動系統，選用雙速電動機，低速啟動切換為高速運行，用組合開關進行控制，起動電流較大，容易發生斷鏈事故，出現壓溜現象較難起動。每臺電動機設置兩根負荷電纜（電纜長度500m+320m），需兩個真空接觸器控制，初期投資大，電纜多，占用空間，移動電纜消耗較多勞動力。
2軟啟動器技術參數及性能
2.1主要技術參數
QJR1-2×400/1140（660）-2型組合軟啟動開關：額定電壓1140（660）V；額定電流2×400A；被控電機比較大功率2×600kw（1140v）；啟動時間依負載自動設定；啟動電流為4倍的額定電流；電流反饋方式，大于等于1倍的電機額定轉矩；強力矩啟動方式，大于等于1.4倍的電機額定轉矩。
2.2啟動方式選擇
1）調壓啟動：給電機一個初始電壓，然后電壓按斜波形式逐漸增加，比較終達到全壓，旁路真空吸合。低速段加速度小，高速段加速度大，起動電流可上升到5-6倍電動機額定電流，起動時間固定（可設定值）。
2）限流啟動：電機起動過程中，電流變化始終小于或接近4倍額定設定電流，整個起動過程中加速度變化較小，系統勻加速起動。起動時間依負載大小自動調節。
3）限流+突跳啟動：把突跳點選在電流達到4Ie后，此時傳動系統已全部張緊，再行發揮電機的全部起動能力。實踐證明，這種突跳方式，電動機的起動能力得到了充分發揮。
自測負載中間突跳起動電壓變化曲線與初始突跳起動電壓變化曲線比較：
4）定頻啟動：模擬定頻方式，通過控制晶閘管的導通順序，在改變電壓的同時，也改變輸出到電機上的電源頻率，實現高轉矩V/F控制，模擬調壓、調頻。定頻起動一定時間后，使刮板機鏈條張緊，刮板輸送機由靜止變為運動狀態，系統由較大的靜摩擦轉為較小的動摩擦，然后轉入限流方式繼續起動。試驗證明低頻段起動力矩達到1.4Me，可實現重載起動成功。
5）全電壓直接啟動：僅在軟起動無法正常工作情況下，需采取應急措施時使用，此時軟起動控制器與一般正真空磁力啟動器功能相同。
2.3堵轉保護
在軟起動過程中，當負載轉矩大于或等于電動機比較大起動轉矩時，拖動系統加速度小于或等于零。電機已堵轉，不能正常起動。此時，通過對電流的檢測，實現堵轉保護。避免電動機因長時間堵轉而引起的發熱。如左圖，在系統未發生堵轉時，電流到達4Ie后，隨著系統的加速，電流下降，則系統起動成功。
3效果分析
1）啟動時間隨負載自行調節，重載啟動時間由原來的5～7s延長到近20s，加速度減小，較大幅度的減輕了刮板機的動沖擊載荷，有效地保護了刮板機的傳動部件，基本消除了斷鏈事故。
2）解決了刮板輸送機的重載難啟動問題。對于工作面經常出現的壓溜問題（片幫煤壓死前溜，架間漏煤壓死后溜），使用軟啟動增大啟動轉矩能實現正常啟動，提高了輸送機的運行效率，保護了設備，避免了人工清溜攉煤，減少了工人勞動強度。
3）減輕了刮板機啟動對電網的沖擊。工作面刮板機裝機功率較大，常需重載啟動，電機啟動電流很大，導致電網電壓突然下降，影響電網的供電質量，影響其它設備的正常運行。軟啟動器投入運行后，電動機啟動電流由原來6—7倍的額定電流下降至4倍以下，較大幅度的減少了對電網的沖擊，提高了電網供電質量。
4）QJR1-2×400/1140（660）-2型組合軟啟動開關有調壓軟啟動、限流軟起動、突跳軟起動和定頻軟啟動多種啟動方式，適用于各種困難條件；通過對電流的檢測，還可實現堵轉保護；軟起動無法正常工作時可實現全電壓直接啟動的應急措施。
5）減少工作面2臺刮板機共4跟負荷電纜的敷設（原雙機拖動刮板機雙速電動機改為單速電動機），增大了巷道空間，顯著效果是較大幅度的減少了工人每天移動電纜的勞動強度。
6）經濟效益顯著，節約初期投資60.5萬元。4臺雙速電動機換為單速電動機減少投資26萬元；減少負荷電纜4根共1640米（2×500m+2×320m），節約投資34.5萬元。