软起动器在综采工作面刮板机上的应用
发布时间：2019-07-10 15:23:37来源：
《硅谷》杂志2012年第17期刊文称，针对煤矿采煤工作面刮板输送机的重载难启动问题，采用基于单片机的全数字化控制器控制大功率可控硅实现调压调频软启动，解决刮板机启动冲击电流问题、重载启动断链问题以及压溜难启动问题，改善刮板机工作条件，实现综采面高效安全生产。
为了解决刮板输送机的重载难启动，启动动载冲击，电网冲击等刮板机的启动问题，靖远煤业集团公司红会一矿于2012年3月在1703综采放顶煤工作面刮板输送机上应用了矿用隔爆组合软起动器，使用正常，效果比较理想。
1综放工作面参数及配套设备：
1.1工作面参数：1703综放工作面，工作面倾向长度184m，倾角3～5°，采高3m，可采走向长度732m。
1.2工作面配套设备：工作面配套ZZFT7200/20/30型端头支架1组，ZZFG5200/19/32型过渡支架6架，ZZF5200/19/32型基本支架115架，MG300/700-QWD型采煤机1台，SGZ764/500型前部输送机为1台，SGZ830/800型后部输送机1台，SZZ830/250型刮板转载机1台，PLM1500型破碎机1台。
1.3软启动器控制的刮板输送机主要技术参数：后溜型号为SGZ830/800型，整机功率2×400kw，额定电压1140V，额定电流250A，铺设长度184m，运输能力1300t/h，链速为1．03m/s，链条为中双链，规格2-Φ34×126；前溜型号为SGZ764/500型，整机功率2×250kw，额定电压1140V，额定电流150A，铺设长度184m，运输能力800t/h，链速为1.1m/s，链条为中双链，规格2-Φ34×126。
1.4工作面刮板机之前采用的控制方式：工作面前后部刮板机均为双机拖动，机头尾各设置一套传动系统，选用双速电动机，低速启动切换为高速运行，用组合开关进行控制，起动电流较大，容易发生断链事故，出现压溜现象较难起动。每台电动机设置两根负荷电缆（电缆长度500m+320m），需两个真空接触器控制，初期投资大，电缆多，占用空间，移动电缆消耗较多劳动力。
2软启动器技术参数及性能
2.1主要技术参数
QJR1-2×400/1140（660）-2型组合软启动开关：额定电压1140（660）V；额定电流2×400A；被控电机比较大功率2×600kw（1140v）；启动时间依负载自动设定；启动电流为4倍的额定电流；电流反馈方式，大于等于1倍的电机额定转矩；强力矩启动方式，大于等于1.4倍的电机额定转矩。
2.2启动方式选择
1）调压启动：给电机一个初始电压，然后电压按斜波形式逐渐增加，比较终达到全压，旁路真空吸合。低速段加速度小，高速段加速度大，起动电流可上升到5-6倍电动机额定电流，起动时间固定（可设定值）。
2）限流启动：电机起动过程中，电流变化始终小于或接近4倍额定设定电流，整个起动过程中加速度变化较小，系统匀加速起动。起动时间依负载大小自动调节。
3）限流+突跳启动：把突跳点选在电流达到4Ie后，此时传动系统已全部张紧，再行发挥电机的全部起动能力。实践证明，这种突跳方式，电动机的起动能力得到了充分发挥。
自测负载中间突跳起动电压变化曲线与初始突跳起动电压变化曲线比较：
4）定频启动：模拟定频方式，通过控制晶闸管的导通顺序，在改变电压的同时，也改变输出到电机上的电源频率，实现高转矩V/F控制，模拟调压、调频。定频起动一定时间后，使刮板机链条张紧，刮板输送机由静止变为运动状态，系统由较大的静摩擦转为较小的动摩擦，然后转入限流方式继续起动。试验证明低频段起动力矩达到1.4Me，可实现重载起动成功。
5）全电压直接启动：仅在软起动无法正常工作情况下，需采取应急措施时使用，此时软起动控制器与一般正真空磁力启动器功能相同。
2.3堵转保护
在软起动过程中，当负载转矩大于或等于电动机比较大起动转矩时，拖动系统加速度小于或等于零。电机已堵转，不能正常起动。此时，通过对电流的检测，实现堵转保护。避免电动机因长时间堵转而引起的发热。如左图，在系统未发生堵转时，电流到达4Ie后，随着系统的加速，电流下降，则系统起动成功。
3效果分析
1）启动时间随负载自行调节，重载启动时间由原来的5～7s延长到近20s，加速度减小，较大幅度的减轻了刮板机的动冲击载荷，有效地保护了刮板机的传动部件，基本消除了断链事故。
2）解决了刮板输送机的重载难启动问题。对于工作面经常出现的压溜问题（片帮煤压死前溜，架间漏煤压死后溜），使用软启动增大启动转矩能实现正常启动，提高了输送机的运行效率，保护了设备，避免了人工清溜攉煤，减少了工人劳动强度。
3）减轻了刮板机启动对电网的冲击。工作面刮板机装机功率较大，常需重载启动，电机启动电流很大，导致电网电压突然下降，影响电网的供电质量，影响其它设备的正常运行。软启动器投入运行后，电动机启动电流由原来6—7倍的额定电流下降至4倍以下，较大幅度的减少了对电网的冲击，提高了电网供电质量。
4）QJR1-2×400/1140（660）-2型组合软启动开关有调压软启动、限流软起动、突跳软起动和定频软启动多种启动方式，适用于各种困难条件；通过对电流的检测，还可实现堵转保护；软起动无法正常工作时可实现全电压直接启动的应急措施。
5）减少工作面2台刮板机共4跟负荷电缆的敷设（原双机拖动刮板机双速电动机改为单速电动机），增大了巷道空间，显著效果是较大幅度的减少了工人每天移动电缆的劳动强度。
6）经济效益显著，节约初期投资60.5万元。4台双速电动机换为单速电动机减少投资26万元；减少负荷电缆4根共1640米（2×500m+2×320m），节约投资34.5万元。
为了解决刮板输送机的重载难启动，启动动载冲击，电网冲击等刮板机的启动问题，靖远煤业集团公司红会一矿于2012年3月在1703综采放顶煤工作面刮板输送机上应用了矿用隔爆组合软起动器，使用正常，效果比较理想。
1综放工作面参数及配套设备：
1.1工作面参数：1703综放工作面，工作面倾向长度184m，倾角3～5°，采高3m，可采走向长度732m。
1.2工作面配套设备：工作面配套ZZFT7200/20/30型端头支架1组，ZZFG5200/19/32型过渡支架6架，ZZF5200/19/32型基本支架115架，MG300/700-QWD型采煤机1台，SGZ764/500型前部输送机为1台，SGZ830/800型后部输送机1台，SZZ830/250型刮板转载机1台，PLM1500型破碎机1台。
1.3软启动器控制的刮板输送机主要技术参数：后溜型号为SGZ830/800型，整机功率2×400kw，额定电压1140V，额定电流250A，铺设长度184m，运输能力1300t/h，链速为1．03m/s，链条为中双链，规格2-Φ34×126；前溜型号为SGZ764/500型，整机功率2×250kw，额定电压1140V，额定电流150A，铺设长度184m，运输能力800t/h，链速为1.1m/s，链条为中双链，规格2-Φ34×126。
1.4工作面刮板机之前采用的控制方式：工作面前后部刮板机均为双机拖动，机头尾各设置一套传动系统，选用双速电动机，低速启动切换为高速运行，用组合开关进行控制，起动电流较大，容易发生断链事故，出现压溜现象较难起动。每台电动机设置两根负荷电缆（电缆长度500m+320m），需两个真空接触器控制，初期投资大，电缆多，占用空间，移动电缆消耗较多劳动力。
2软启动器技术参数及性能
2.1主要技术参数
QJR1-2×400/1140（660）-2型组合软启动开关：额定电压1140（660）V；额定电流2×400A；被控电机比较大功率2×600kw（1140v）；启动时间依负载自动设定；启动电流为4倍的额定电流；电流反馈方式，大于等于1倍的电机额定转矩；强力矩启动方式，大于等于1.4倍的电机额定转矩。
2.2启动方式选择
1）调压启动：给电机一个初始电压，然后电压按斜波形式逐渐增加，比较终达到全压，旁路真空吸合。低速段加速度小，高速段加速度大，起动电流可上升到5-6倍电动机额定电流，起动时间固定（可设定值）。
2）限流启动：电机起动过程中，电流变化始终小于或接近4倍额定设定电流，整个起动过程中加速度变化较小，系统匀加速起动。起动时间依负载大小自动调节。
3）限流+突跳启动：把突跳点选在电流达到4Ie后，此时传动系统已全部张紧，再行发挥电机的全部起动能力。实践证明，这种突跳方式，电动机的起动能力得到了充分发挥。
自测负载中间突跳起动电压变化曲线与初始突跳起动电压变化曲线比较：
4）定频启动：模拟定频方式，通过控制晶闸管的导通顺序，在改变电压的同时，也改变输出到电机上的电源频率，实现高转矩V/F控制，模拟调压、调频。定频起动一定时间后，使刮板机链条张紧，刮板输送机由静止变为运动状态，系统由较大的静摩擦转为较小的动摩擦，然后转入限流方式继续起动。试验证明低频段起动力矩达到1.4Me，可实现重载起动成功。
5）全电压直接启动：仅在软起动无法正常工作情况下，需采取应急措施时使用，此时软起动控制器与一般正真空磁力启动器功能相同。
2.3堵转保护
在软起动过程中，当负载转矩大于或等于电动机比较大起动转矩时，拖动系统加速度小于或等于零。电机已堵转，不能正常起动。此时，通过对电流的检测，实现堵转保护。避免电动机因长时间堵转而引起的发热。如左图，在系统未发生堵转时，电流到达4Ie后，随着系统的加速，电流下降，则系统起动成功。
3效果分析
1）启动时间随负载自行调节，重载启动时间由原来的5～7s延长到近20s，加速度减小，较大幅度的减轻了刮板机的动冲击载荷，有效地保护了刮板机的传动部件，基本消除了断链事故。
2）解决了刮板输送机的重载难启动问题。对于工作面经常出现的压溜问题（片帮煤压死前溜，架间漏煤压死后溜），使用软启动增大启动转矩能实现正常启动，提高了输送机的运行效率，保护了设备，避免了人工清溜攉煤，减少了工人劳动强度。
3）减轻了刮板机启动对电网的冲击。工作面刮板机装机功率较大，常需重载启动，电机启动电流很大，导致电网电压突然下降，影响电网的供电质量，影响其它设备的正常运行。软启动器投入运行后，电动机启动电流由原来6—7倍的额定电流下降至4倍以下，较大幅度的减少了对电网的冲击，提高了电网供电质量。
4）QJR1-2×400/1140（660）-2型组合软启动开关有调压软启动、限流软起动、突跳软起动和定频软启动多种启动方式，适用于各种困难条件；通过对电流的检测，还可实现堵转保护；软起动无法正常工作时可实现全电压直接启动的应急措施。
5）减少工作面2台刮板机共4跟负荷电缆的敷设（原双机拖动刮板机双速电动机改为单速电动机），增大了巷道空间，显著效果是较大幅度的减少了工人每天移动电缆的劳动强度。
6）经济效益显著，节约初期投资60.5万元。4台双速电动机换为单速电动机减少投资26万元；减少负荷电缆4根共1640米（2×500m+2×320m），节约投资34.5万元。