刮板輸送機軟啟動控制設(shè)計

宮 麗

（同煤集團(tuán)馬道頭煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 大同 037000）

1 雙速電機軟啟動的相關(guān)原理

目前，煤礦井下采煤工作面的刮板輸送機大多采用雙速電機，雙速電機屬于異步電動機變極調(diào)速，是通過改變定子繞組的連接方法達(dá)到改變定子旋轉(zhuǎn)磁場磁極對數(shù)，從而實現(xiàn)改變電動機轉(zhuǎn)速以調(diào)整輸出。在對煤礦施工中的雙速電機軟啟動的參數(shù)以及實際的運行情況進(jìn)行考量后發(fā)現(xiàn)，雙速電機處于正常的運轉(zhuǎn)模式時，電機的實際功率便會減慢，當(dāng)功率減慢時帶來的影響便是電流減慢，此時的線路壓降所產(chǎn)生的損失較少，電機端的電壓也處于較高的數(shù)值[1]。與此同時，當(dāng)雙速電機在對較低的數(shù)值進(jìn)行運轉(zhuǎn)時，雙速電機內(nèi)部的電流就處于持續(xù)降低的狀態(tài)，當(dāng)雙速電機在運行達(dá)到了一定的速度時，還可以切換到另一種速度的層面上，這時的軟啟動電流處于較小的數(shù)值，也就是在最大程度上實現(xiàn)了軟啟動。經(jīng)相關(guān)的專業(yè)工作人員調(diào)查得知，雙速電機中的電流和內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有密不可分的關(guān)系，并且雙速電機中的電流為額定電流的7倍左右。在這過程中，雙速電機中較低的電流會處于低速運行模式，該模式下的電流將會是雙速電機高速啟動電流的一半左右，當(dāng)降低啟動電流，便會真正實現(xiàn)軟啟動。

2 軟啟動的硬件構(gòu)架設(shè)計

2.1 信號采集

相關(guān)專業(yè)的設(shè)計人員為了更好地進(jìn)行電流信號采集工作，將雙速電機的額定輸入電壓設(shè)為1 140 kV左右，并將額定功率設(shè)置在400 kW左右，當(dāng)功率的因數(shù)在0.700～0.825左右時，主回路的額定電流在225～289 A左右，更好地實現(xiàn)了電力互感器的二次側(cè)電流信號在5 V左右的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號的轉(zhuǎn)換，發(fā)揮了信號采集的最大作用。通過相關(guān)專業(yè)人員的分析調(diào)查得知，二次側(cè)采集的電壓信號實際為交流信號，而控制以及處理模塊所能識別的信號主要為直流信號，并需要進(jìn)行直流信號的互換。因此，進(jìn)一步采用交流電的有效值標(biāo)定交流電的特性是具有一定現(xiàn)實意義的。對經(jīng)過轉(zhuǎn)化后的公式進(jìn)行分析，所測量的電路主要包括乘方運算的電路、積分電路、除法電路以及開方運算電路等。由于電路的結(jié)構(gòu)較為特殊，并且具有與一定的復(fù)雜性，只有通過相關(guān)專業(yè)的芯片來更好地對上述值進(jìn)行有效的測量，并最終得出所需要的運算電路，可以在最大程度上更好地滿足軟啟動的實際控制策略中電流信號的采集[2]。

2.2 漏電保護(hù)

在進(jìn)行采煤以及運煤的過程中，需要使用刮板輸送機的雙速電機進(jìn)行工作。在這過程中時，可能會出現(xiàn)雙速電機的電流通過主回路而將地緣電阻以及分布的電容接入大地中。在實際的綜采現(xiàn)場中，相關(guān)工作人員所進(jìn)行的漏電保護(hù)是基于零電流控制以及附加直流源的檢測。經(jīng)過相關(guān)工作人員分析得知，在控制零電流以及檢測附加直流源的零序電流時，更需要對軟啟動控制中的漏電保護(hù)進(jìn)行掌握，并對影響漏電保護(hù)的因素進(jìn)行排查和完善。

2.3 過電保護(hù)

煤礦運輸中刮板輸送機軟啟動控制裝置的構(gòu)成如圖1所示。

圖1 過電壓保護(hù)線路

由圖1得知，電容器C1、C2、C3可以增加負(fù)載側(cè)的電容值，并通過增加側(cè)電容值來進(jìn)一步降低主回路的節(jié)流過電壓，以此來進(jìn)一步減少波阻抗和減緩浪涌電壓的實際上升速度。由于與電容串聯(lián)的電阻R1、R3以及R5可以在一定程度上起到能量消耗的作用，因此，只有做到保持高頻電流，才能將其衰減，與電容并聯(lián)的電阻R2、R4、R6為實際電容的電阻。為了更好地分析過電保護(hù)裝置，相關(guān)專業(yè)人員對降低節(jié)流過電壓的過程以及中間環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，當(dāng)斷開交流電時，電流會在一定程度上從峰值下降到零點，并產(chǎn)生截流[3]。

3 軟啟動的軟件構(gòu)架設(shè)計

在進(jìn)行運煤挖煤的過程中，刮板輸送機的雙速電機軟啟動控制策略具有一系列較為嚴(yán)密的流程和環(huán)節(jié)，相關(guān)技術(shù)人員需要根據(jù)刮板輸送機的雙速電機軟啟動控制初始化執(zhí)行后，進(jìn)行軟啟動的主回路漏電檢測。由于實際的運行模式主要分為自動運行和非自動運行，在這過程中為了避免底鏈段松懈而影響整體的刮板鏈。與此同時，在進(jìn)行自動運行的過程中，技術(shù)人員經(jīng)過實驗得知，低速啟動機尾雙速電機在累計到一定時間后便可以啟動機頭電機，以此來判斷高低速實際運行的標(biāo)志位置，若是不然，則進(jìn)行高低速運行模式切換或者是運行錯誤模式，在運行錯誤模式后會立刻引發(fā)報警裝置，否則處于反復(fù)循環(huán)的狀態(tài)[4]。

4 結(jié)語

雙速電機軟啟動的硬件構(gòu)建設(shè)置和軟件構(gòu)建設(shè)置，對于保護(hù)電動機避免對鏈條的強烈沖擊實現(xiàn)刮板輸送機平穩(wěn)啟動及可靠運行具有重要的工程實踐意義，在今后對刮板輸送機的研究設(shè)計中，大功率、高強度、長運距、大運量、長壽命和高可靠性是應(yīng)堅持的原則和方向。