交流軟啟動器在燒結運輸設備上的應用

胡麗麗（天津天鐵冶金集團有限公司第二煉鐵廠，河北涉縣056404）

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交流軟啟動器在燒結運輸設備上的應用

胡麗麗
（天津天鐵冶金集團有限公司第二煉鐵廠，河北涉縣056404）

［摘要］介紹了交流軟啟動器在燒結運輸設備上的應用情況，包括選型、交流軟啟動器接線、參數設置等。實踐表明，應用交流軟啟動器后，燒結運輸設備運行可靠、性能穩定，故障率低，操作維護方便，完全能夠滿足燒結的生產運輸需求。

［關鍵詞］軟啟動器；燒結；運輸設備；控制方式

1　引言

交流異步電動機性能優越，在實際生產中得到了越來越廣泛的應用。容量小的電動機可以用全壓的方式來直接啟動，但是，對于容量比較大的電動機而言，由于其在啟動的時候啟動電流比較大，一般可以達到其額定電流的5～8倍，不但能引起電網電壓的巨大下降，減小電動機的啟動轉矩，甚至還可能會出現電動機不能啟動的情況，同時還可能會影響到同一供電網絡中的其他電氣設備的正常運轉。另外，過大的啟動電流還會使電動機繞組發熱，加速其絕緣老化，縮短了電動機使用的壽命，因此，大容量的異步電動機都采用降壓的方式啟動。在天鐵燒結四燒建設的過程中，使用了多種型號的交流軟啟動器，不過它們的原理和調試方法基本相同，下面就以QB42系列的交流軟啟動器為例，重點闡述其在實際中的應用情況。

2　交流軟啟動器的原理及優點

2.1軟啟動器的原理

交流軟啟動器是用來控制交流異步電動機平穩起停的一種新設備，該裝置是以大功率的晶閘管作為主回路的開關元件，用改變晶閘導通角的方式來控制電動機的電壓平穩升降，及無觸點通斷來實現電動機平穩的起停。

2.2軟啟動器的優點

使用軟啟動器，能夠減小電機的啟動電流，增大啟動電壓的調節范圍，降低系統的容量設計；減少電機的機械應力，可以延長電機及其傳動機構的使用壽命；可以根據負載的負荷大小來適當調整起啟時的參數（電流、電壓、啟停時間），以保證最佳的啟動效果；全面保護電動機的過載、缺相、過流、三相不平衡等，性能更加可靠；其重量比較輕、體積比較小、性價比高，操作簡單快捷；使用數字控制，抗干擾能力強。

3　交流軟啟動器的實際應用

3.1選型

就目前國內而言，應用比較廣泛的啟動方式是用交流軟啟動器實現大容量的異步電動機的降壓啟動。在天鐵新燒結的運輸設備當中，75 kW以上容量的運輸皮帶的電動機都采用交流軟啟動器進行控制。交流軟啟動器的選型應根據所使用電動機容量大小來選擇交流軟啟動器，新燒結所選用的為QB42（2代表功率元件的形式是普通的可控硅）系列交流軟啟動器，功率的選擇按照表1進行選取。

表1　軟啟動器的型號及功率選擇表

其中，上料系統中的三轉一運輸電動機的容量為200 kW，所以選用的是QB42—250型，成品運輸系統中的五轉二運輸電動機的容量為90 kW，所以選用的是QB42—110型，還有配料混合系統中的一混一運輸電動機的容量為132 kW，所以選用的是QB42—160型。

3.2交流軟啟動器的接線

交流軟啟動器在三轉一運輸設備上的使用過程中，主回路和控制回路的接線見圖1。

圖1　三轉一軟起動膠帶機電控原理圖

QB42軟啟動器對電源和電機的相序不作要求，可任意連接，僅與電機的轉向有關，但旁路接觸器的輸入、輸出相序必須完全保持一致。

主回路：1/R、3/S、5/T為輸入端子，連接三相電源；2/U、4/V、6/W為輸出端子，連接三相異步電動機；PE是保護接地端子。

控制回路：11、12外接220 V控制電源，其中11接零線、12接相線。13、14控制軟啟動器，13、14接通時軟啟動器開始工作，為了使軟啟動器正常啟動，該信號必須始終保持接通狀態；其中15、16、17是運行輔助觸點，因為其動作時間比較短，所以在控制回路中加入了自鎖回路；18、19、20是故障輔助觸點，只有線路或者交流軟啟動器故障時才動作。

3.3參數設置

3.3.1控制方式的選擇

面板控制：使用交流軟啟動器面板上的啟動和停止按鈕來起停電動機。

端子控制：使用交流軟啟動器下端的接線端子來起停電動機。

通訊控制：通過交流軟啟動器的RS485通訊接口，通過計算機畫面來啟停電機。

在燒結生產的過程中，均采用手動與聯鎖兩種控制方式，為了方便崗位上操作人員的現場操作，一般都選擇端子控制的方式，在實際的生產中也可以用電腦進行控制，但應選為通訊控制。

3.3.2起始電壓Us、啟動時間Ts

根據現場及生產的實際需要，將起始電壓Us設定為220 V，啟動時間Ts則根據皮帶所帶負荷及時設定，空負荷運轉或輕負荷時設定為10～40 s中偏小一些，若為滿負荷運行，則應將啟動時間Ts適當延長，以免出現不應有的故障。

3.3.3工作模式

交流軟啟動器有3種工作模式可選，即恒壓模式、斜坡模式、恒流模式。根據燒結廠實際的生產需要，采用了斜坡模式。當電動機啟動時，交流軟啟動器就輸出起始電壓Us，而后電壓沿著給定的斜率，經過給定啟動時間Ts，依據負載的大小，自動調節其啟動過程，最后達到額定電壓。另外，在電動機運行的過程中，還需將額定電流值設定為驅動電機實際的額定電流（電動機銘牌上的值）。

3.4三轉一軟啟動膠帶機電控原理操作

手動運行帶式運輸機：先把Q1、Q2、Q3自動開關合閘送電，選擇開關SA打到手動位置，按下預警鈴信號按鈕SB3，信號繼電器KA3得電，KA3常開觸點閉合，信號繼電器KA3形成自鎖。同時，預警鈴HB1-HBn得電，預警鈴響，運輸設備可以運行。按下啟動按鈕SB1，電流經過KF（故障繼電器）的常閉觸點和KM（接觸器）的常閉觸點斷開，然后啟動繼電器Kq的線圈得電，Kq常開輔助觸點閉合，啟動繼電器Kq自鎖。軟啟動器控制電源得電，軟啟動開始運行，帶動電動機運行。在10 s后，軟啟動的運行輔助輸出無源觸點閉合。閉合完，運行繼電器Kyx的線圈得電，Kyx常開輔助觸點閉合，運行繼電器Kyx自鎖。同時接觸器KM的線圈得電，KM常開輔助觸閉合，KM的常閉輔助觸點斷開，主觸點KM常開輔助觸點給予運行繼電器Kyx提供電源，這時，主觸點KM閉合，制動器KMb的線圈得電，KMb主觸點閉合，制動器啟動，電動機開始正常運轉。

手動停機時按下停止按鈕SB2，運行繼電器Kyx的線圈失電，Kyx的常開輔助觸點打開，主接觸器KM的線圈失電，主觸點KM打開，電動機失電停止運行。同時，制動器KMb的線圈失電，制動器KMb主觸點打開，制動器失電吸合。

啟動繼電器Kq的線圈得電，制動器啟動。在啟動繼電器Kq的線圈失效后，運行繼電器Kyx的線圈得電，制動器也能啟動。在緊急的情況下拉事故開關，中間繼電器KSA1（事故開關）的線圈得電，KSA1常閉輔助觸點斷開。

選擇開關SA打到聯鎖時，聯鎖繼電器KA1中間繼電器的線圈得電，KA1的常閉輔助觸點閉合，給PLC一個信號，開始運行。在PLC控制運行時，控制繼電器K1得電，K1的常開輔助觸點閉合，預警鈴HB1-HBn得電幾秒鐘后，控制繼電器K1的線圈失電，K1的常開輔助觸點打開，預警鈴停止。這時PLC繼電器的線圈得電，K常開輔助觸點閉合，啟動繼電器Kq的線圈得電，Kq常開輔助觸點閉合，啟動繼電器Kq自鎖。軟啟動器控制電源得電，軟啟動開始運行，帶動電動機運行。在10 s后，軟啟動的運行輔助輸出無源觸點閉合。閉合完，運行繼電器Kyx的線圈得電，Kyx常開輔助觸點閉合，運行繼電器Kyx自鎖。同時接觸器KM的線圈得電，KM常開輔助觸閉合，KM的常閉輔助觸點斷開，主觸點KM常開輔助觸點給予運行繼電器Kyx提供電源，這時，主觸點KM閉合，制動器KMb的線圈得電，KMb主觸點閉合，制動器啟動，電動機開始正常運轉。

3.5應用效果

在燒結運輸系統中的大容量電動機加裝了交流軟啟動器后，電動機在啟動時，啟動電壓按照給定斜率從0上升至全壓，進而到達額定轉速，停車時，電動機平穩減速，逐漸停機，真正地實現了電動機的軟啟動與軟停車。啟停過程十分平穩，降低了對負載機械設備的沖擊轉矩，延長了設備使用的壽命，減少了檢修人員的勞動強度，更為重要的是，在啟動的過程中，電動機的啟動電流被限制在了電動機額定電流的4倍之內，消除了對電網的沖擊，完全符合實際生產需要。

4　結束語

通過對裝有交流軟啟動器的運輸設備的運行過程監測顯示，設備的運行可靠、性能穩定，完全能夠滿足燒結的生產運輸需求。其故障率低，顯示面板為純中文顯示，操作過程非常簡單，方便操作與維護，基于交流軟啟動器本身的諸多優點，其應用必定會越來越廣泛。

參考文獻

［1］駱寶俊.異步電機軟啟動器研究［M］.江蘇：南京理工大學，2007.

［2］駱洪明，郎文輝.交流電動機軟啟動控制器的設計［J］.電子科技大學學報，2001，10（5）：476- 479.

Application of AC Soft Starter to Sintering Conveying Equipment

Hu Li-li
（Iron-making Plant 2，Tianjin Tiantie Metallurgy Group Co.，Ltd.，She County，Heibei Province，China 056404）

AbstractThe paper explains the application of AC soft starter to sintering conveying equipment，including model selection，AC starter wiring and parameter setting. Practice done after the application of AC soft starter shows that the sintering conveying system runs steadily with stable performance，low fault rate，convenient operation and maintenance，and can fully meet production transportation requirements at sintering process.

Key wordssoft starter；sintering；conveying equipment；control mode

doi：10.3969/j.issn.1006-110X.2016.03.020

收稿日期：2016- 02- 08修回日期：2016- 02- 25

作者簡介：胡麗麗（1985—），女，本科，主要從事電氣維護方面的研究工作。