电机软启动器在强力皮带机上的应用

0 引 言
　　在井下煤矿生产中，三相异步电动机被广泛使用。为了减少机械冲击，缓解电网工作压力，对电机采用了各种降压启动方式，主要有定子串电抗器、y／△和串自耦变压器等启动方式，对胶带输送机则大量采用液力偶合器启动方式。这几种启动方式都存在设备体积过大、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、设备故障率高等缺陷。为解决上述存在的问题，可选用目前普遍采用的先进的微处理器控制技术和电力电子技术的电机软启动器，可最大限度地消除电气和机械冲击，延长设备的使用寿命。
1 电机软启动器的工作原理
　　控制交流异步电机的电机转距与加在定子端的电压平方成正比，同时电机电流与定子电压成正比。因此可以通过控制加在电机定子上的电压对电机加速转距和启动电流进行限制，以降低电机启动时所产生的过高启动电流和启动力矩。电压的变化可通过控制晶闸管的导通角来实现。软启动器主回路每相由两只晶闸管反并联，采用全数字无矢量控制技术。工作时，CPU收到控制信号后，根据用户的设定自动控制晶闸管触发脉冲移相，使得电机按设定的曲线平滑启动。启动结束后，CPU发出信号，使旁路真空接触器进入正常工作状态，晶闸管暂停工作。需要停车时，给出停车信号，CPU控制真空管接触器断开，同时控制晶闸管触发脉冲移相（与启动时方向相反），由晶闸管完成软停车过程。惯性停车时，CPU直接控制真空接触器断开，电机断电，实现惯性停车。
2 电机软启动器在强力皮带机上的应用
　　淮北矿业集团朱仙庄矿南翼强力皮带机系统，共有4部皮带机，担负着全矿70％左右的原煤运输任务，每天工作在20 h以上，工作负荷较大，是全矿的咽喉部位。皮带的参数如下：
　　L1=1812m；L2=1041m；L3=1423m；
　　L4=1348m；V=2m／s；
　　Bl=B2=B3=1m；B4=0．8m；Ue=66OV；
　　Ie=165A；
　　Pl=160kW×2；P2=P3=P4=160kW
　　以上4部皮带原驱动方式均为直接启动，由于运送距离长、启动电流大，经常造成磁力启动器及上级配电开关跳闸，导致重载失败，磁力启动器烧毁，降低供电电源质量。同时4部皮带机不同程度出现减速器、电机、液力偶合器损坏，滚筒、接头等维修量较大，事故率较高，严重影响全矿的正常生产。
　　2003年底，朱仙庄矿为彻底解决上述存在的问题，选择并安装了5台由上海煤安煤矿电器有限公司生产的GRBⅢ-1140／400A矿用隔爆型电机软启动器，取得了良好的效果。
　　（1）电机的启动电流由原来的1150A降到700A左右，未出现过因启动电流过大而跳闸的现象，提高了电源的供电质量，改善了变压器及开关的工作状况。
　　（2）皮带启动时间由原来的6 s延长到12 s，降低了机械冲击，皮带机的受力状况得到了明显的改善。减速器、电机、液力偶合器、滚筒、接头、胶带等使用寿命延长，维修周期大大延长，同时大大降低了材料的投入，对皮带机强度的要求也降低了。
　　（3）事故率大大降低。通过一年多的运行，效果良好，软启动器从未出现过鼓障，彻底消除了因减速器、电机、液力偶合器等故障而影响皮带的安全运转状况。
　　（4）电机软启动器电路无相序，启动过程平稳可靠，实现近似恒流启动，可使有效启动转距增加到3～4倍，可以消除减速器的冲击跳动，同时启动能力增加，运输能力和安全性能得以较大提高。
　　（5）该软启动器采用了快开门形式，与磁力启动器功能合二为一。在第一代的基础上增加了电机隔离换向开关、综合保护单元和运行显示功能，可满足生产过程中各种控制要求，同时对电机实现全过程保护。由于GRBⅢ矿用隔爆型电机软启动器的质量可靠，实现了免维护。