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

摘要:軟起動器是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置，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，本文通過對電機軟啟動原理及啟動方式的分析，給煤礦各種機電設(shè)備正確選用軟啟動設(shè)備提供了理論參考。

關(guān)鍵詞:電機啟動;電氣軟啟動

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

1電動機各種啟動方式的特點和比較被選用最廣泛的拖動設(shè)備，自然是鼠籠型三相異步電動機，用其進行全壓啟動是最簡單、最經(jīng)濟、最可靠的啟動方式。但是，當鼠籠電動機啟動時，如拖動機械不能承受全壓啟動的沖擊轉(zhuǎn)矩，或其端電壓降不能滿足規(guī)范要求，或者電網(wǎng)波動影響其他負荷的正常運行時，就應(yīng)采取措施采用降壓啟動方式。對于降壓啟動一般有以下幾種常用方式:“Y-△”啟動器、自耦降壓啟動器、磁控式啟動器、雙速電機軟啟動、開關(guān)磁阻電機、水電阻式軟啟動器、電子式軟啟動器。

“Y一△”啟動器需6根出線，而且故障率太高，維修費也高，切換時會出現(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。一般不適用于煤礦井下防爆的要求。

自耦降壓啟動器啟動時會出現(xiàn)大壓降和高電流峰值，存在二次大的沖擊電流，其啟動電流約為電動機額定電流(Ie)的7倍。其體積大且故障率較高，是笨重復(fù)雜的設(shè)備，維護工作量大，不能頻繁啟動。一般不適用于煤礦井下防爆的要求。

磁控式啟動器是利用控磁限幅調(diào)壓原理，對電動機進行軟啟動。在啟動過程中電壓無級平滑地從初始值(約200V，不可調(diào))上升到全壓，使電動機在啟動中有一個電壓勻速增加的過程。啟動時間約30s內(nèi)可調(diào)。其結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，過載能力強，無二次沖擊電流。但它在啟動時仍存在一次沖擊電流，約為Ie的6倍。啟動電流約為Ie的1·8~2·5倍，不可調(diào)，適用負載能力一般，不能頻繁啟動。整機較重，體積較大。一般不適用于煤礦井下防爆的要求。

水電阻式啟動器是利用水導(dǎo)體產(chǎn)生的壓降來完成軟啟動過程的，它在電機的定子繞阻上串接一個水電阻，在啟動過程中，利用電子裝置控制水導(dǎo)體的電阻，達到降壓啟動的目地，它啟動平穩(wěn)，可以控制數(shù)兆瓦功率的電機，其電壓等級達數(shù)萬伏。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。

電子式啟動器可以限制啟動期間的壓降，沒有沖擊轉(zhuǎn)矩和電流，力矩勻速平滑上升，保護傳動機械、設(shè)備和人員，節(jié)省能源。啟動電流可視負載輕重調(diào)整。這種軟啟動器體積小，一臺開關(guān)柜能放多臺這種啟動器，節(jié)省工程造價，且故障率與維修費較低?？梢詽M足煤礦井下防爆的要求，所以，這種啟動器應(yīng)是實際應(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關(guān)元件，通過單片機控制它的導(dǎo)通角進行智能化控制，它既能保證電動機在負載要求的啟動特性下平滑啟動，又能降低對電網(wǎng)的沖擊。除各啟動方式外，還有一些可選功能，如軟停車、泵控制、預(yù)置慢速、智能制動、準確停車、低速制動等，同時，還能實現(xiàn)直接計算機通信控制，為自動化智能控制打下良好的基礎(chǔ)。因此，稱它為智能電動機控制器更為貼切。

目前，電子式軟啟動器主要有以下6種啟動方式:(1)斜坡電壓啟動(軟啟動)。顧名思義是電壓由小到大呈斜坡線性上升，它是將傳統(tǒng)的降壓啟動從有級變成了無級。啟動時，電壓迅速上升到初始轉(zhuǎn)矩相對應(yīng)的電壓，然后依設(shè)定的啟動時間逐漸上升，直至達到電網(wǎng)額定電壓，主要用于重載啟動。

(2)限流啟動。顧名思義是限制電動機的高啟動電流，啟動電流及啟動時間均可在一定范圍內(nèi)預(yù)先調(diào)定。當必須限制最大啟動電流時，可使用此方式。

(3)可選擇的加突跳啟動。該功能為電動機啟動瞬間提供一個大提升轉(zhuǎn)矩以克服負載的靜摩擦。但是，突跳會給電網(wǎng)發(fā)送尖脈沖，干擾其他負荷，應(yīng)用時要特別注意。

(4)全壓啟動。這種軟啟動方式的作用就像一個固態(tài)接觸器，充當無觸點開關(guān)來用。這種方式會引起電流沖擊。

(5)雙斜坡啟動。這種方式在負載變化的情況下是很有用的。雙斜坡啟動允許用戶從兩個相互獨立的軟啟動斜坡做出選擇，分別設(shè)定啟動時間和啟動轉(zhuǎn)矩。

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

2軟啟動器的應(yīng)用通過以上敘述可知，在工程設(shè)計和工程改造中，要想改善工藝提高自動化水平，降低成本提高企業(yè)效益，對電動機的啟動就必須首先采用最先進的啟動設(shè)備———電子式軟啟動器。在選用軟啟動器時應(yīng)主要考慮以下問題:(1)選擇生產(chǎn)廠家。國內(nèi)生產(chǎn)電子式軟啟動器的廠家很多，產(chǎn)品五花八門，但多數(shù)為地面使用的低電壓軟啟動器。目前在市場上有影響力的基本上都是國外產(chǎn)品，如施耐德的TE、羅克韋爾的A—B、ABB、西門子的產(chǎn)品等。

(2)選型。應(yīng)根據(jù)負載性質(zhì)的不同來選擇不同類型的啟動器。如果負載是離心泵，則需利用泵控制功能，減少啟動和停止時液流沖擊所產(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器，如另帶欠載保護和防相位顛倒保護的則更好。負載是通風(fēng)機的話，可利用軟啟動功能，減少磨損和機械沖擊，并可利用停機時制動轉(zhuǎn)矩功能。負載是攪拌機，可利用雙斜坡啟動和預(yù)置低速運行，避免機械損壞。負載是輸送設(shè)備，則利用軟啟動和預(yù)置低速功能，實現(xiàn)平滑開停，軟停車消除了由于自由停車帶來的拖動系統(tǒng)反慣性沖擊，避免產(chǎn)品移位和液體溢出。

若有計算機聯(lián)網(wǎng)要求，可選帶通信接口的軟啟動器，以便對軟啟動器進行遠程控制和監(jiān)視，選擇軟啟動器還要考慮負載是標準負載還是重載負載。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)電動機的標稱功率、電流及負載性質(zhì)選擇啟動器。一般軟啟動器容量稍大于電動機工作電流即可，同時適當考慮散熱因素。

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

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

煤礦使用的電子式軟啟動器不允許長期在額定負載工況下運行，可以用旁路接觸器，在啟動完畢后把它短接。

切除后要注意電動機運行回路是否還有過載熱保護功能。

在實際應(yīng)用過程中，若工藝條件許可，一臺軟啟動器可用于多臺電動機的啟動，大大節(jié)省投資費用。軟啟動器按其中最大電動機容量進行選擇。

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