導(dǎo)語(yǔ)：略論煤礦電氣系統(tǒng)軟啟動(dòng)應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:軟起動(dòng)器是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車(chē)、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，目前在煤礦電氣控制系統(tǒng)中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，并且具有廣闊的發(fā)展前景，本文通過(guò)對(duì)電機(jī)軟啟動(dòng)原理及啟動(dòng)方式的分析，給煤礦各種機(jī)電設(shè)備正確選用軟啟動(dòng)設(shè)備提供了理論參考。

關(guān)鍵詞:電機(jī)啟動(dòng);電氣軟啟動(dòng)

隨著煤炭工業(yè)的迅猛發(fā)展，煤礦井下各種機(jī)電設(shè)備需用電動(dòng)機(jī)的功率也在不斷增大，傳統(tǒng)的降壓?jiǎn)?dòng)方式由于缺點(diǎn)較多，已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要，軟啟動(dòng)器以其啟動(dòng)平穩(wěn)，故障率低等特點(diǎn)，正在煤礦電氣控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。

1電動(dòng)機(jī)各種啟動(dòng)方式的特點(diǎn)和比較被選用最廣泛的拖動(dòng)設(shè)備，自然是鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，用其進(jìn)行全壓?jiǎn)?dòng)是最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì)、最可靠的啟動(dòng)方式。但是，當(dāng)鼠籠電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，如拖動(dòng)機(jī)械不能承受全壓?jiǎn)?dòng)的沖擊轉(zhuǎn)矩，或其端電壓降不能滿足規(guī)范要求，或者電網(wǎng)波動(dòng)影響其他負(fù)荷的正常運(yùn)行時(shí)，就應(yīng)采取措施采用降壓?jiǎn)?dòng)方式。對(duì)于降壓?jiǎn)?dòng)一般有以下幾種常用方式:“Y-△”啟動(dòng)器、自耦降壓?jiǎn)?dòng)器、磁控式啟動(dòng)器、雙速電機(jī)軟啟動(dòng)、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)、水電阻式軟啟動(dòng)器、電子式軟啟動(dòng)器。

“Y一△”啟動(dòng)器需6根出線，而且故障率太高，維修費(fèi)也高，切換時(shí)會(huì)出現(xiàn)較高的電流轉(zhuǎn)矩峰值，所以僅適用于空載或低阻性轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)。一般不適用于煤礦井下防爆的要求。

自耦降壓?jiǎn)?dòng)器啟動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)大壓降和高電流峰值，存在二次大的沖擊電流，其啟動(dòng)電流約為電動(dòng)機(jī)額定電流(Ie)的7倍。其體積大且故障率較高，是笨重復(fù)雜的設(shè)備，維護(hù)工作量大，不能頻繁啟動(dòng)。一般不適用于煤礦井下防爆的要求。

磁控式啟動(dòng)器是利用控磁限幅調(diào)壓原理，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行軟啟動(dòng)。在啟動(dòng)過(guò)程中電壓無(wú)級(jí)平滑地從初始值(約200V，不可調(diào))上升到全壓，使電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)中有一個(gè)電壓勻速增加的過(guò)程。啟動(dòng)時(shí)間約30s內(nèi)可調(diào)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，過(guò)載能力強(qiáng)，無(wú)二次沖擊電流。但它在啟動(dòng)時(shí)仍存在一次沖擊電流，約為Ie的6倍。啟動(dòng)電流約為Ie的1·8~2·5倍，不可調(diào)，適用負(fù)載能力一般，不能頻繁啟動(dòng)。整機(jī)較重，體積較大。一般不適用于煤礦井下防爆的要求。

水電阻式啟動(dòng)器是利用水導(dǎo)體產(chǎn)生的壓降來(lái)完成軟啟動(dòng)過(guò)程的，它在電機(jī)的定子繞阻上串接一個(gè)水電阻，在啟動(dòng)過(guò)程中，利用電子裝置控制水導(dǎo)體的電阻，達(dá)到降壓?jiǎn)?dòng)的目地，它啟動(dòng)平穩(wěn)，可以控制數(shù)兆瓦功率的電機(jī)，其電壓等級(jí)達(dá)數(shù)萬(wàn)伏。但設(shè)備的體積較大，不適用于煤礦井下防爆的要求，多數(shù)應(yīng)用于鋼廠等設(shè)備上。

電子式啟動(dòng)器可以限制啟動(dòng)期間的壓降，沒(méi)有沖擊轉(zhuǎn)矩和電流，力矩勻速平滑上升，保護(hù)傳動(dòng)機(jī)械、設(shè)備和人員，節(jié)省能源。啟動(dòng)電流可視負(fù)載輕重調(diào)整。這種軟啟動(dòng)器體積小，一臺(tái)開(kāi)關(guān)柜能放多臺(tái)這種啟動(dòng)器，節(jié)省工程造價(jià)，且故障率與維修費(fèi)較低?？梢詽M足煤礦井下防爆的要求，所以，這種啟動(dòng)器應(yīng)是實(shí)際應(yīng)用中首選的產(chǎn)品。

一般都是采用大功率晶閘管作為主回路的開(kāi)關(guān)元件，通過(guò)單片機(jī)控制它的導(dǎo)通角進(jìn)行智能化控制，它既能保證電動(dòng)機(jī)在負(fù)載要求的啟動(dòng)特性下平滑啟動(dòng)，又能降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊。除各啟動(dòng)方式外，還有一些可選功能，如軟停車(chē)、泵控制、預(yù)置慢速、智能制動(dòng)、準(zhǔn)確停車(chē)、低速制動(dòng)等，同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)直接計(jì)算機(jī)通信控制，為自動(dòng)化智能控制打下良好的基礎(chǔ)。因此，稱它為智能電動(dòng)機(jī)控制器更為貼切。

目前，電子式軟啟動(dòng)器主要有以下6種啟動(dòng)方式:(1)斜坡電壓?jiǎn)?dòng)(軟啟動(dòng))。顧名思義是電壓由小到大呈斜坡線性上升，它是將傳統(tǒng)的降壓?jiǎn)?dòng)從有級(jí)變成了無(wú)級(jí)。啟動(dòng)時(shí)，電壓迅速上升到初始轉(zhuǎn)矩相對(duì)應(yīng)的電壓，然后依設(shè)定的啟動(dòng)時(shí)間逐漸上升，直至達(dá)到電網(wǎng)額定電壓，主要用于重載啟動(dòng)。

(2)限流啟動(dòng)。顧名思義是限制電動(dòng)機(jī)的高啟動(dòng)電流，啟動(dòng)電流及啟動(dòng)時(shí)間均可在一定范圍內(nèi)預(yù)先調(diào)定。當(dāng)必須限制最大啟動(dòng)電流時(shí)，可使用此方式。

(3)可選擇的加突跳啟動(dòng)。該功能為電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)瞬間提供一個(gè)大提升轉(zhuǎn)矩以克服負(fù)載的靜摩擦。但是，突跳會(huì)給電網(wǎng)發(fā)送尖脈沖，干擾其他負(fù)荷，應(yīng)用時(shí)要特別注意。

(4)全壓?jiǎn)?dòng)。這種軟啟動(dòng)方式的作用就像一個(gè)固態(tài)接觸器，充當(dāng)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)來(lái)用。這種方式會(huì)引起電流沖擊。

(5)雙斜坡啟動(dòng)。這種方式在負(fù)載變化的情況下是很有用的。雙斜坡啟動(dòng)允許用戶從兩個(gè)相互獨(dú)立的軟啟動(dòng)斜坡做出選擇，分別設(shè)定啟動(dòng)時(shí)間和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

(6)矩形轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)方式。這種軟啟動(dòng)器結(jié)構(gòu)緊湊，保護(hù)方式齊全，可以滿足煤礦對(duì)設(shè)備保護(hù)的要求。在控制方式上采用目前國(guó)際上流行的控制策略———模糊控制技術(shù)，其控制轉(zhuǎn)矩，可以很好的滿足負(fù)載的重載啟動(dòng)要求。

2軟啟動(dòng)器的應(yīng)用通過(guò)以上敘述可知，在工程設(shè)計(jì)和工程改造中，要想改善工藝提高自動(dòng)化水平，降低成本提高企業(yè)效益，對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)就必須首先采用最先進(jìn)的啟動(dòng)設(shè)備———電子式軟啟動(dòng)器。在選用軟啟動(dòng)器時(shí)應(yīng)主要考慮以下問(wèn)題:(1)選擇生產(chǎn)廠家。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)電子式軟啟動(dòng)器的廠家很多，產(chǎn)品五花八門(mén)，但多數(shù)為地面使用的低電壓軟啟動(dòng)器。目前在市場(chǎng)上有影響力的基本上都是國(guó)外產(chǎn)品，如施耐德的TE、羅克韋爾的A—B、ABB、西門(mén)子的產(chǎn)品等。

(2)選型。應(yīng)根據(jù)負(fù)載性質(zhì)的不同來(lái)選擇不同類(lèi)型的啟動(dòng)器。如果負(fù)載是離心泵，則需利用泵控制功能，減少啟動(dòng)和停止時(shí)液流沖擊所產(chǎn)生的系統(tǒng)水錘現(xiàn)象的發(fā)生，所以必須選用帶泵控制功能的軟啟動(dòng)器，如另帶欠載保護(hù)和防相位顛倒保護(hù)的則更好。負(fù)載是通風(fēng)機(jī)的話，可利用軟啟動(dòng)功能，減少磨損和機(jī)械沖擊，并可利用停機(jī)時(shí)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩功能。負(fù)載是攪拌機(jī)，可利用雙斜坡啟動(dòng)和預(yù)置低速運(yùn)行，避免機(jī)械損壞。負(fù)載是輸送設(shè)備，則利用軟啟動(dòng)和預(yù)置低速功能，實(shí)現(xiàn)平滑開(kāi)停，軟停車(chē)消除了由于自由停車(chē)帶來(lái)的拖動(dòng)系統(tǒng)反慣性沖擊，避免產(chǎn)品移位和液體溢出。

若有計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)要求，可選帶通信接口的軟啟動(dòng)器，以便對(duì)軟啟動(dòng)器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視，選擇軟啟動(dòng)器還要考慮負(fù)載是標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載還是重載負(fù)載。要注意選擇能夠滿足煤礦防爆要求的產(chǎn)品。

(3)選規(guī)格。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的標(biāo)稱功率、電流及負(fù)載性質(zhì)選擇啟動(dòng)器。一般軟啟動(dòng)器容量稍大于電動(dòng)機(jī)工作電流即可，同時(shí)適當(dāng)考慮散熱因素。

另外，還要考慮是否保護(hù)功能完備，如過(guò)電流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、單相接地保護(hù)、上下口斷相保護(hù)、三相不平衡保護(hù)、相位顛倒保護(hù)等。冷卻方式分機(jī)械風(fēng)冷與自然風(fēng)冷兩種。機(jī)械風(fēng)冷帶有冷卻風(fēng)機(jī)，有的是通電常轉(zhuǎn)的，有的靠溫度控制器來(lái)控制其運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)柜內(nèi)安裝軟啟動(dòng)器時(shí)要十分注意散熱空間。煤礦使用的電子式軟啟動(dòng)器一般采用自然風(fēng)冷方式。

電子式軟啟動(dòng)器一般不帶短路保護(hù)，通過(guò)過(guò)載保護(hù)來(lái)完成短路保護(hù)，由于可控硅具有有限大的浪涌電流能力，且過(guò)流反應(yīng)能力在微秒級(jí)，在實(shí)際應(yīng)用中，在故障點(diǎn)的電流還沒(méi)有形成短路電流時(shí)，可迅速的關(guān)斷主功率單元。軟啟動(dòng)器至電動(dòng)機(jī)的接線要特別注意，大部分是3根出線，但部分產(chǎn)品也有6根出線的。軟啟動(dòng)器可安裝在有功率因素補(bǔ)償器的系統(tǒng)中，但電容器必須位于軟啟動(dòng)器的電源進(jìn)線一側(cè)，以避免電容器放電損壞軟啟動(dòng)器的晶閘管，另須在電源和電容之間接入電感線圈。軟啟動(dòng)器大多帶正常運(yùn)行和故障信號(hào)輔助觸點(diǎn)，供工程設(shè)計(jì)選用。

煤礦使用的電子式軟啟動(dòng)器不允許長(zhǎng)期在額定負(fù)載工況下運(yùn)行，可以用旁路接觸器，在啟動(dòng)完畢后把它短接。

切除后要注意電動(dòng)機(jī)運(yùn)行回路是否還有過(guò)載熱保護(hù)功能。

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，若工藝條件許可，一臺(tái)軟啟動(dòng)器可用于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，大大節(jié)省投資費(fèi)用。軟啟動(dòng)器按其中最大電動(dòng)機(jī)容量進(jìn)行選擇。

3結(jié)語(yǔ)電動(dòng)機(jī)的降壓?jiǎn)?dòng)方式從“Y—△”啟動(dòng)器、自耦降壓?jiǎn)?dòng)器、磁控式軟啟動(dòng)器、雙速電機(jī)軟啟動(dòng)、水電阻式軟啟動(dòng)器等，已發(fā)展到電子式軟啟動(dòng)器，電子式軟啟動(dòng)器可以滿足煤礦使用的要求，所以在工程應(yīng)用中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)在直接啟動(dòng)不能滿足要求時(shí)，首先考慮的應(yīng)是電子式軟啟動(dòng)器，也為今后的智能控制集成化打下了良好的基礎(chǔ)。