機械電子式軟啟動裝置

孫一平（山東畜牧獸醫職業學院,山東 濰坊 261061）

機械電子式軟啟動裝置

孫一平
（山東畜牧獸醫職業學院,山東 濰坊 261061）

摘 要：當機械設備載重特別大的情況下，直接啟動可能會導致機械損耗過大或發生故障，因此通過軟啟動裝置，可實現機械系統的漸進性起動，從而達到穩定或保護的目的。機械電子式軟啟動裝置的設計滿足了重型機械的起動需要同時滿足了交流電動機的起動特性。目前國外已經提出了大功率的機械傳動措施，在這種措施上使用機械電子式軟啟動裝置對機械行業的發展起到了重要的作用。本文將對機械電子式軟啟動裝置的特性進行分析，簡要的介紹機械電子式軟啟動裝置的工作原理，希望讀者對機械電子式軟啟動裝置有一定的認識。

關鍵詞：機械電子;軟啟動裝置;過載保護

機械電子式軟啟動指的是當機械設備載重特別大的情況下，直接啟動可能會導致機械損耗過大或發生故障，因此通過軟啟動裝置，實現機械系統的漸進性起動，從而達到穩定或保護的目的。機械軟啟動裝置一經運用以來就顯示了其突出的優勢。最大的優點就是可以實現機械裝置的過載保護，避免了機械設備的損傷，同時機械電子軟啟動裝置結構方面比較簡單，在機械工作中比較容易操作，傳動的效率也比較高。西方一些機械大國從1970年左右便著手研究機械電子軟啟動裝備。隨著我國科學技術的發展，近幾年我國國內的有關部門也開始加快對軟啟動裝置的研發，使得軟啟動的技術發展水平逐步提升。

1 機械電子式軟啟動裝置的原理及組成機制

機械電子式軟啟動裝置是一種計算機時代的產物，其結合了計算機、傳感等機電一體化技術具有較好的工作性能。機械電子式軟啟動裝置目前大概可以分為下列幾類：斜坡電壓（優點：易操作，缺點：不限流）、斜坡恒流、階躍式。

機械電子式軟啟動裝置主要分為控制系統和傳動系統，機械式電子軟啟動裝置是通過計算機控制PLC，再由PLC裝置發出的電信號觸發變頻器接下來傳遞給調速電機，電機通過控制主電機上的差動行星輪系從而控制最終端的輸送機[1]。機械電子式軟啟動裝置的機械傳動結構圖見圖1。

圖1 機械傳動系統的原理圖

圖1中的電機9是主電機，其用來控制差動行星減速機構，電機8則是調速電機，用來進行機構之間的差動傳動。在圖中我們可以看到，主電機通過軸連接至1，1和2相嚙合，2把運動傳遞給軸b，再通過3驅動H，通過c把動力輸出。調速電機8通過蝸輪蝸桿的作用來控制c軸的轉速，從而實現無級調速。在剛剛啟動的時候，可編程控制器輸送一個信號給變頻器，從而先啟動調速電機。電機8經過蝸輪蝸桿的傳動后把動力傳遞給電機9,這樣就基本上完成了電機的空載狀態的起動，接下來通過可編程控制器控制變頻器，使軸的速度逐漸趨向工作速度，在系統的設計過程中，由于電機9的轉速已經知道了，可以使用變頻器對調速電機8進行控制，這樣就能保持電機8、9之間保持一定的比例。過去通常在使用時都采用硬啟動的方式，這種直接把電機和電源相連接的方式電機起動的過程中會產生較大的電流，很容易導致設備過載，嚴重損害了機械的壽命，也浪費了資源。通過上面的分析我們發現軟啟動的機械原理可以實現機械設備的限流功能，避免了沖擊力，能夠延長機械的使用壽命。

2 機械電子式軟啟動裝置的控制系統及PLC簡介

機械電子式軟啟動裝置的控制系統非常重要，主要是由計算機、PLC、主電機、變頻器、差動輪系、調速電機、輸送帶等部分組成，工作原理已經在上一節中論述，在此就不再贅述。機械電子式軟啟動裝置的控制系統結構主要依靠計算機進行，工作過程中由計算機對可編程控制器發出電信號，即可以持續的發送數據給PLC[2]。當機械設備開始工作的時候，控制系統也將會啟動，可編程控制器首先啟動控制調速電機，可編程控制器通過控制變頻器從而控制電機8的轉速，逐漸使其達到預定的工作轉速。隨后隨著電機9的起動，負載端也被加入，在可編程控制器的控制下，負載慢慢的提升至工作轉速。通過這種模式的啟動裝置有兩個好處，首先其滿足了電動機負載下能夠平滑的啟動，大大降低了對供電設備的損害，其次可以有效的實現自動化控制。機械電子式軟啟動裝置主要是依靠可編程控制系統和兩個電機和差動輪系組成，這種機械的有效傳動能夠在一定程度上滿足了無級調速，是一種比較令人滿意的起動系統。

3 結語

機械電子軟啟動裝置可實現機械系統的漸進性起動，從而達到穩定或保護的目的。首先其滿足了電動機負載下能夠平滑的啟動，大大降低了對供電設備的損害，其次可以有效的實現自動化控制。本文對機械電子式軟啟動裝置的特性進行了簡要的分析，簡單的介紹了機械電子式軟啟動裝置的工作原理。希望廣大機械行業的工作者對機械電子式軟啟動裝置有一個深刻的認識，不斷把這種技術運用到工作過程中，并結合實際工作過程對該技術進行改進與創新，從而推動我國機械行業的發展。

參考文獻：

[1]何曉燕.機械電子式軟啟動裝置控制系統及軟件設計[J].機械工程與自動化,2005(03):36-38.

[2]陳延康.機械控制工程[M].北京：煤炭工業出版社,2003:23-30.

作者簡介：孫一平(1982-)，女，碩士，研究方向：機械電子工程。