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探讨软启动器在带式输送机中的应用

作者：高新斐 吴涛

来源：《科学与财富》2017年第34期

摘 要：随着煤炭生产自动化水平的不断提高，机械化程度的不断增加，大运量、长距离的带式输送机使用的范围越来越广，特别在煤矿企业应用更加频繁。当前由于煤矿企业生产集中，负荷较大这就造成带式输送机负载极不均匀，并且启动问题明显突出。而在带式输送机上应用软启动器就有着非常重要的意义。本文首先阐述软启动器在煤矿带式输送机上应用的工作原理，重点论述软启动器控制和煤矿带式输送机上软启动器的应用。 关键词：煤矿设备；电动机；软启动器

前言：近几年来，煤炭市场变得愈发的不景气，煤炭企业正面临着前所未有的挑战。在这种环境下，节能高效对煤矿企业的生存发展显得尤为重要，带式输送机承担着煤矿地面和井下运输煤炭的重要任务，是煤矿生产能够稳定运行的重要保证，在煤炭实际运输过程中，因为采煤面地质的变化和输送过程中的一些故障等因素，经常出现来煤量很少，甚至皮带空载的情况，而输送机仍旧按照最大载运量恒速运行，导致了电能的大量浪费，给企业带来不必要的经济负担。本文针对带式输送机中的软启动器进行研究，相对于其他输送机，明显具有效率高，承运力大，稳定性强，适应外部环境能力强等优势。 1 软启动器的工作原理

软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，用这种电路如三相全控桥式整流电路，使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。将其接入电源和电动机定子之间。（1）软起动器的电磁起动部分是由隔离换相开关、 接触器组成；当软起动有故障时，将芯架上的旋钮置于直接起动位置，它就具有完备的电磁起动器功能。（2）通过交流软起部分实现起动，分断功能由电磁启动器来实现，这是正常软起动器的工作模式。（3）将馈电开关与电机中间部分，连接到软起动器上，就可以实现安装，方便快捷。电动机—软起动器—馈电开关。 2 软起动器的控制方式

很多煤矿企业都采用带式输送机作为井下运输的主要设备，其中软启动器在输送机运转中作用不可忽视，主要表现在体积小，便于操纵，准确度高，必将成为未来的主要发展趋势，应用会非常广泛。这种启动器分为变频调速及晶闸管调压调速两种模式，目前性价比较高的是晶闸管降压软启动，也是软启动的主要方式。煤矿企业离不开电动机，电动机是最重要的动力装置之一。因为电动机运行稳定，构造简单、制造快捷等很多优点，被很多企业运用在井下带式输送机驱动，或者各种煤矿其他机械驱动方面。但是有许多问题在电动机起动过程中，一方

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面，起动电流高，大于普通的六七倍，对正常运行将的电网造成严重影响，减少电能质量，造成电网电压降太多，干扰其他设备运行，导致电动机本身不能正常启动，严重的甚至导致电机烧毁。另一方面，机械应力冲击，也是一个不良影响，是由于启动时转矩冲击所造成的，这损耗拖动设备和电机自身的寿命。

（1）对于软启动而言，开环控制方式，是其最早的起动方式，主要是通过电压斜坡式起动控制。（2）电压突跳式起动控制方式有些负载，静阻力矩在静止状态下较大，电机刚启动时需要很大的转矩，当电机转动起来后，阻力矩反而减小。对此，起动时加一短时的高电压Ub（其值和时间可以设置）以克服阻力矩。（3）当系统有波动时，无法自动调节的斜坡上升率，是因为开环控制的电流限幅起动控制方式所限制，电流总是要超出预估值。这样，就提高了电流限幅控制的方式。闭环控制方式可以控制电流限幅启动，通过起动过程，凭借不断进行采样的信号来调节电机中的电流。这种控制方式特别适合恒转矩负载，限幅值2.5IN～5IN。电机可以最小的起动电流开启，甚至在电网容量受限时。 3 软启动器在带式输送机上的应用

（1）对于带式输送机而言，大重量负载，重载起动和压煤现象不可避免，而软启动器就是为解决带式输送机的大重量负载来设计的，特别适用于高起动频率、点动模式或重载起动的驱动场合。通过软启动器的控制，有效地抑制皮带的动态张力，延长了皮带的使用寿命。（2）目前，很多企业都提升了机械化水平，这就要求配套电机功率和新式的带式输送机必须匹配。一方面体现在对输送皮带的保护、延续使用寿命，另一方面，电机功率必须增大。要想降低启动电流，实现稳定的起动电机，类似恒流起动的状态，就必须使用软启动器。软启动器带来的效果，可以使效起动转距增到三四倍，无论是从安全性还是运输能力方面，都有显著提高。最重要的是，减少了冲击，延长使用皮带机寿命，使受力状况得到缓解，进而减少了事故发生概率。与此同时，还能全过程保护电机。（3）采用软启动一拖二的方式组成的皮带机驱动系统，能使电机启动时电流由原来额定电流的6～7倍下降至3～4倍，压降明显改善。为了避免电网和机械冲击，尤其是停车或起动时，必须减弱冗余转矩。要想保证生产的连续性，确保系统故障是也能正常启动电机，就要通过软启动器的人际界面。这种人机交互界面易于操作，有助于保护电机的各种功能。对于用户进行故障判断和设定参数都有重要意义。（4）可以根据输送机的长度、张力、弹性延伸和弹性收缩，调整起动曲线的数值及起动时间来保证输送带的起动加速度在规定的范围内平稳起动。 4 结语

总之，为了解决电机启动时存在的上述问题，在传统电机软起动概念的基础上提出了电机智能软启动的概念，有很多资料上，从不同的角度来阐释矿用电机的关键技术，以及软启动方式，有很多系统深入研究。在实践的角度，也对软启动技术进行了全方位多角度的研究，许多文献从不同方面对矿用电机的软启动方式和关键技术进行了较为深入和系统的研究。值得一提的是，KDK4型矿用隔爆型电机软启动器在煤矿电机设备中表现出色，可以代替其他电机启动设备或液力耦合器。防止干扰能力强，稳定性优秀，运行可靠。从启动到结束，秩序利用内部

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内部晶闸管的导通角，将电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升。这种智能软启动方式，能够让交流电机实现全电压启动，这无疑带动了煤矿带式输送机的发展。目前，我国带式输送机的发展方向，逐步靠近强度高、速度高、倾角大、多点多驱动、运量大、长距离的特点。目的都是为了降低运行成本，提高可靠性和安全性，让煤矿井下高效高产成为可能。 参考文献：

[1]杨建.电机软启动器的应用和改进[J].工矿自动化，2002（6）.

[2]吴剑.基于单片机的交流电机软启动节能设计[J].科技信息，2009（25）. [3]戴广成.单片机在交流电机软启动器中的应用[J].测控技术，2003（2）.