軟起動(dòng)器在斗輪堆取料機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2019-08-02 16:23:34來(lái)源：
作 者 ：哈爾濱重型機(jī)器廠 研究所電氣室 何恩江
1 引言
斗輪堆取料機(jī)是大型散裝物料裝卸機(jī)械，供電方式一般采用電纜卷筒或滑鋁集電器，電壓等級(jí)為AC380V 50Hz、三相四線制;如有條件采用高壓電纜卷筒，電壓等級(jí)為AC6kV 50Hz、三相三線向機(jī)上供電。在采用電纜卷筒或滑鋁集電器，電壓等級(jí)為AC380V 50Hz、三相四線供電系統(tǒng)中，其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的斗輪與懸臂皮帶機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)選用三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)，功率較大，起動(dòng)方式采用直接起動(dòng)或自耦變壓器減壓起動(dòng)，存在很多不足之處。采用直接起動(dòng)，起動(dòng)電流大，一般為電動(dòng)機(jī)額定電流的4～8倍，造成供電電壓顯著下降，影響同一電源其它電氣設(shè)備的正常運(yùn)行;采用自耦變壓器降壓起動(dòng)，起動(dòng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)二次沖擊轉(zhuǎn)矩和電流，不能帶載起動(dòng)，控制線路復(fù)雜，維護(hù)不便。采用軟起動(dòng)器起動(dòng)，無(wú)沖擊電流，可恒流起動(dòng)，可自由地?zé)o級(jí)調(diào)壓至比較佳起動(dòng)電流。
斗輪堆取料機(jī)是大型散裝物料裝卸機(jī)械，供電方式一般采用電纜卷筒或滑鋁集電器，電壓等級(jí)為AC380V 50Hz、三相四線制;如有條件采用高壓電纜卷筒，電壓等級(jí)為AC6kV 50Hz、三相三線向機(jī)上供電。在采用電纜卷筒或滑鋁集電器，電壓等級(jí)為AC380V 50Hz、三相四線供電系統(tǒng)中，其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的斗輪與懸臂皮帶機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)選用三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)，功率較大，起動(dòng)方式采用直接起動(dòng)或自耦變壓器減壓起動(dòng)，存在很多不足之處。采用直接起動(dòng)，起動(dòng)電流大，一般為電動(dòng)機(jī)額定電流的4～8倍，造成供電電壓顯著下降，影響同一電源其它電氣設(shè)備的正常運(yùn)行;采用自耦變壓器降壓起動(dòng)，起動(dòng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)二次沖擊轉(zhuǎn)矩和電流，不能帶載起動(dòng)，控制線路復(fù)雜，維護(hù)不便。采用軟起動(dòng)器起動(dòng)，無(wú)沖擊電流，可恒流起動(dòng)，可自由地?zé)o級(jí)調(diào)壓至比較佳起動(dòng)電流。
2 軟起動(dòng)器特性
(1) 使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流以恒定的斜率平穩(wěn)上升至設(shè)定值，對(duì)電網(wǎng)無(wú)沖擊電流。
(2) 電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中保持恒流。確保電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)，且不受電網(wǎng)電壓的影響。這是由于在晶閘管移相觸發(fā)電路中引入電動(dòng)機(jī)電流反饋的緣故。當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，控制電路能自動(dòng)改變晶閘管的導(dǎo)通角，從而使起動(dòng)電流保持在原設(shè)定值。
(3) 起動(dòng)電流上升速率可調(diào)，從而減輕電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩對(duì)負(fù)載的沖擊。
(4) 起動(dòng)時(shí)間可調(diào)。
(1) 使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流以恒定的斜率平穩(wěn)上升至設(shè)定值，對(duì)電網(wǎng)無(wú)沖擊電流。
(2) 電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中保持恒流。確保電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)，且不受電網(wǎng)電壓的影響。這是由于在晶閘管移相觸發(fā)電路中引入電動(dòng)機(jī)電流反饋的緣故。當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，控制電路能自動(dòng)改變晶閘管的導(dǎo)通角，從而使起動(dòng)電流保持在原設(shè)定值。
(3) 起動(dòng)電流上升速率可調(diào)，從而減輕電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩對(duì)負(fù)載的沖擊。
(4) 起動(dòng)時(shí)間可調(diào)。
3 軟起動(dòng)器控制
以DQL1000/1500.35型斗輪堆取料機(jī)為例，筆者選用CMC—S22系列電子式軟起動(dòng)器，對(duì)斗輪、懸臂皮帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行軟起動(dòng)控制，斗輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)P=90kW、IN=164A，懸臂皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)P=90kW、IN=164A。供電系統(tǒng)采用滑鋁集電器供電，上機(jī)電壓為AC380V 50Hz、三相四線制。
懸臂皮帶機(jī)控制如附圖所示:電動(dòng)機(jī)主回路由斷路器9QM2，正反轉(zhuǎn)控制接觸器9KM2、9KM3，旁路運(yùn)行接觸器9KM4，熱繼電器9EH1、半導(dǎo)體保護(hù)熔斷器FU1-3，軟起動(dòng)器CMC-S組成（斗輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)單向運(yùn)行其控制原理與懸臂皮帶機(jī)控制相同）。
控制信號(hào)由PLC繼電器輸出模塊直接輸出PK1、PK2，軟起動(dòng)器復(fù)位信號(hào)PK4;軟起動(dòng)器故障報(bào)警由端子5、6送出一無(wú)源常開(kāi)點(diǎn)以及控制電源斷路器9QM2，熱繼電器9EH1，控制電源保護(hù)斷路器9QF1的輔助觸點(diǎn)均送入PLC輸入模塊。控制及系統(tǒng)保護(hù)由PLC程序完成。
軟起動(dòng)器設(shè)置:
(1) 斜坡時(shí)間5s
(2) 起始電壓60%UN
(3) 限流1.5～3IN
(4) 停車(chē)時(shí)間10s
(5) 設(shè)定控制功能為自由停車(chē)，起動(dòng)加速檢測(cè)
以DQL1000/1500.35型斗輪堆取料機(jī)為例，筆者選用CMC—S22系列電子式軟起動(dòng)器，對(duì)斗輪、懸臂皮帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行軟起動(dòng)控制，斗輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)P=90kW、IN=164A，懸臂皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)P=90kW、IN=164A。供電系統(tǒng)采用滑鋁集電器供電，上機(jī)電壓為AC380V 50Hz、三相四線制。
懸臂皮帶機(jī)控制如附圖所示:電動(dòng)機(jī)主回路由斷路器9QM2，正反轉(zhuǎn)控制接觸器9KM2、9KM3，旁路運(yùn)行接觸器9KM4，熱繼電器9EH1、半導(dǎo)體保護(hù)熔斷器FU1-3，軟起動(dòng)器CMC-S組成（斗輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)單向運(yùn)行其控制原理與懸臂皮帶機(jī)控制相同）。
控制信號(hào)由PLC繼電器輸出模塊直接輸出PK1、PK2，軟起動(dòng)器復(fù)位信號(hào)PK4;軟起動(dòng)器故障報(bào)警由端子5、6送出一無(wú)源常開(kāi)點(diǎn)以及控制電源斷路器9QM2，熱繼電器9EH1，控制電源保護(hù)斷路器9QF1的輔助觸點(diǎn)均送入PLC輸入模塊。控制及系統(tǒng)保護(hù)由PLC程序完成。
軟起動(dòng)器設(shè)置:
(1) 斜坡時(shí)間5s
(2) 起始電壓60%UN
(3) 限流1.5～3IN
(4) 停車(chē)時(shí)間10s
(5) 設(shè)定控制功能為自由停車(chē)，起動(dòng)加速檢測(cè)
附圖 皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)主回路及控制回路
PLC輸出點(diǎn)PK1或PK2閉合，軟起動(dòng)器對(duì)懸臂皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行軟起動(dòng)，當(dāng)起動(dòng)過(guò)程結(jié)束后，SIKOTART 3RW22中的晶閘管元件處于全導(dǎo)通狀態(tài)。旁路接觸器通過(guò)SIKOTART 3RW22內(nèi)的“motor runuing”繼電器接點(diǎn)閉合，在起動(dòng)周期結(jié)束后2s內(nèi)，旁路接觸器必須閉合，否則，SIKOTART 3RW22將進(jìn)入全導(dǎo)通運(yùn)行方式。如果旁路接觸器異常，這時(shí)將發(fā)出一個(gè)故障信號(hào)。
PLC輸出點(diǎn)PK1或PK2閉合，軟起動(dòng)器對(duì)懸臂皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行軟起動(dòng)，當(dāng)起動(dòng)過(guò)程結(jié)束后，SIKOTART 3RW22中的晶閘管元件處于全導(dǎo)通狀態(tài)。旁路接觸器通過(guò)SIKOTART 3RW22內(nèi)的“motor runuing”繼電器接點(diǎn)閉合，在起動(dòng)周期結(jié)束后2s內(nèi)，旁路接觸器必須閉合，否則，SIKOTART 3RW22將進(jìn)入全導(dǎo)通運(yùn)行方式。如果旁路接觸器異常，這時(shí)將發(fā)出一個(gè)故障信號(hào)。
4 幾種起動(dòng)方式性能比較
如附表所示
附表 幾種起動(dòng)方式性能比較
如附表所示
附表 幾種起動(dòng)方式性能比較
5 結(jié)束語(yǔ)
采用CMC-S22系列電子式軟起動(dòng)器，對(duì)斗輪、懸臂皮帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行軟起動(dòng)控制，起動(dòng)平穩(wěn)、對(duì)供電系統(tǒng)無(wú)沖擊，控制系統(tǒng)工作穩(wěn)定。
采用CMC-S22系列電子式軟起動(dòng)器，對(duì)斗輪、懸臂皮帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行軟起動(dòng)控制，起動(dòng)平穩(wěn)、對(duì)供電系統(tǒng)無(wú)沖擊，控制系統(tǒng)工作穩(wěn)定。