电机软启动器在强力皮带机上的应用.pdf

2 0 0 5 年第 1 期 能 源 技 术 与 管 理 4 5 电机软启动器在强力皮带机上的应用 王小勇 淮北矿业集团朱仙庄煤矿， 安徽 宿州 2 3 4 1 1 1 [ 摘要] 介绍了G R B I]I 型电机软启动器的工作原理及其在井下强力皮带机上的应用情况， 能满足生产中各种控制要求， 效果良好。 [ 关键词] 异步电动机； 启动方式； 软启动器； 控制 [ 中图分类号] T M M3 2 [ 文献标识码] B [ 文章编号] 1 6 7 2 ． 9 9 4 3 2 0 0 5 0 1 ． 0 0 4 5 ．0 1 0 引 言 2 电机软启动器在强力皮带机上的应用 在井下煤矿生产 中， 三相异步电动机被广泛 使用。为了减少机械冲击， 缓解电网工作压力， 对 电机采用 了各种降压启动方式， 主要有定子串电 抗器、 y ／ A和串自耦变压器等启动方式， 对胶带输 送机则大量采用液力偶合器启动方式。这几种启 动方式都存在设备体积过大 、 启动过程 中电压不 能线性变化、 切换过程 中不能避免电气和机械冲 击 、 设备故障率高等缺陷。为解决上述存在的问 题 ， 可选用 目前普遍采用的先进 的微处理器控制 技术和电力电子技术 的电机软启动器 ， 可最大限 度地消除电气和机械冲击， 延长设备的使用寿命。 1 电机软启动器的工作原理 控制交流异步电机的电机转距与加在定子端 的电压平方成正比， 同时电机电流与定子电压成 正比。因此可以通过控制加在电机定子上的电压 对电机加速转距和启动电流进行 限制 ， 以降低电 机启动时所产生的过高启动电流和启动力矩。 电压的变化可通过控制晶闸管的导通角来实 现。软启动器主回路每相由两只晶闸管反并联， 采用全数字无矢量控制技术。工作时， C P U收到 控制信号后， 根据用户 的设定 自动控制晶闸管触 发脉冲移相， 使得电机按设定的曲线平滑启动。 启动结束后， C P U发出信号， 使旁路真空接触器进 入正常工作状态， 晶闸管暂停工作。需要停车时 ， 给出停车信号 ， C P U控制真空管接触器断开 ， 同时 控制晶闸管触发脉冲移相 与启动时方向相反 ， 由晶闸管完成软停车过程。惯性停车时， C P U直 接控制真空接触器 断开 ， 电机断 电， 实现惯性停 车。 淮北矿业集团朱仙庄矿南翼强力皮带机系 统， 共有 4部皮带机， 担负着全矿 7 0 ％左右 的原 煤运输任务 ， 每天工作在 2 0 h以上 ， 工作负荷较 大， 是全矿的咽喉部位 。皮带的参数如下 L I 1 8 1 2 m； 1 0 4 1 m； 1 4 2 3 m； L 41 3 4 8 m； V2 m／ s ； B l B 2 B 3 1 m； B 40 ． 8 m； U e6 6 O V； I e1 6 5 A； P l 1 6 0 k W 2； 1 “ 21 “ 3 1 6 0 k W 以上 4部皮带原驱动方式均为直接启动 ， 由 于运送距离长 、 启动电流大， 经常造成磁力启动器 及上级配电开关跳闸， 导致重载失败 ， 磁力启动器 烧毁， 降低供电电源质量。同时4部皮带机不同 程度出现减速器、 电机、 液力偶合器损坏， 滚筒、 接 头等维修量较大， 事故率较高， 严重影响全矿的正 常生产。 2 0 0 3 年底 ， 朱仙庄矿为彻底解决上述存在的 问题， 选择并安装了5台由上海煤安煤矿电器有 限公司生产的 G R B Ⅲ． 1 1 4 0 ／ 4 0 0 A矿用隔爆型电机 软启动器 ， 取得了良好的效果。 1 电机 的启动 电流由原来 的 1 1 5 0 A降到 7 0 0 A左右， 未 出现过因启动电流过大而跳闸的 现象， 提高了电源的供电质量， 改善了变压器及开 关的工作状况 。 2 皮带启动时间由原来的 6 s 延长到 1 2 s ， 降低 了机械冲击， 皮带机的受力状况得到 了明显 的改善。减速器、 电机、 液力偶合器、 滚筒、 接头、 胶带等使用寿命延长， 维修周期大大延长， 同时大 大降低了材料的投入， 对皮带机强度的要求也降 低了。 3 事故率大大降低 通过 下转第 4 8 页J 维普资讯 4 8 郭彩凤等浅谈直流电机换向器的运行及维护保养 2 0 0 5年第 1 期 的金属石墨电刷混用。 2 检查电刷小辫是否松动或接触不 良， 辫丝 是否有断开， 导流截面变小等情况， 以免造成发热 损坏。检查小辫是否有绝缘套管， 以免造成接地 故障。 3 电刷在刷盒里应上下活动 自如 ， 电刷磨合 面积应不小于 8 0 ％， 电刷缺角、 断裂 、 磨损过度的 要及时更换。电刷弧度过大或未磨光也能导致火 花 0 ． 2 5 M Q， Z Q 一 2 4应不低于 0 ． 5 5 M Q， 如低于此值 ， 不得投入运行 ， 必须找出原因。 3 ． 3 表面脏污 电机在运行中， 换 向器表面脏污是难免的， 因 此要定期清扫换 向器表面， 保持清洁， 使之具有一 层均匀的暗红色的氧化膜。换 向器表面及沟槽 中 的炭粉铜粉等脏物， 可用干净的软毛刷清除 ； 如有 油污可用浸酒精的白布擦除； 清理云母沟时 ， 可使 用普通锯条轻轻进行。 3 换向器保养 4 使用调整 3 ． 1 机械故障 主要是换向器不圆和偏心， 表面粗糙 ， 云母或 一 部分换 向片突出等。当换向器表面不平达 0 ． 2眦 威 径向跳动大于 0 ． 0 4 IT II n 时， 应进行车削， 切屑量不大于 0 ． 1 IT IIn 。打磨换向器表面应使用 0 号细砂布， 不能使用金钢砂布 、 粗玻璃砂布及油石 等， 个别云母片突出可用刻刀刻平。 3 ． 2 电气故障 主要原因有换 向片间或电枢线圈短路， 换 向 器与电枢线圈焊接不 良或短路等， 这时应进行片 间电阻测量 ， 如某相临两片间的电阻明显增大， 表 示其间绕组存在断路或焊接不 良； 若两片间的电 阻明显减小 ， 表示其片间或绕组有短路或两并头 套相碰， 如不好处理， 可送大修厂修理。 还有一种原 因就是 电机受潮 ， 炭粉 、 铜粉、 油 污浸入引起绝缘降低等， 这时应进行干燥、 清洗或 更换绝缘。检查 电机 的绝缘 电阻时， 可用 5 0 0 V 的兆欧表 适用 Z Q 一 1 2 A型 电机和 z Q 一 2 1型电机 或 1 0 0 0 V的兆欧表 适用 Z Q 一 2 4型电机 进行测 量 ， 在实 际 热态 下 ， Z Q 一 1 2 A和 z Q 一 2 1应 不低 于 电机在长时间的运行中， 由于受温度 、 机械振 动 、 电磁等因素的影响， 某些零部件会发生变形 、 松动、 老化、 卡涩等现象， 如不进行及时调整， 就会 影响电刷的工作质量。主要表现在电刷对换向器 的压力不够大， 电刷与刷盒间隙过大 ， 刷盒与换 向 器的间隙大， 电刷在刷盒内卡住不动， 刷架松动或 振动 ， 弹簧老化 ， 电枢绕组 、 换向器 、 轴承温度升高 等。 另外还有一种情况需要注意， 当电刷压力过 大或在高空缺氧和潮湿 、 有腐蚀性气体的环境中， 使换向器与电刷接触的表面氧化亚铜薄膜层被破 坏时 ， 电刷也会产生火花。这是 由于薄膜层 的电 阻较大 ， 能使换 向近于电阻换向， 破坏后 电阻下 降， 将会产生火花。 [ 作者简介] 郭彩风 1 9 6 9 一 ， 女 ， 江苏徐州人 ， 助理工程师， 毕业 于南京工程学院电厂热能动力 工程专业 ， 现工作于徐州 矿务集团有限公司旗山煤矿技术中心。 [ 收稿 日 期 2 O O 4 1 1 1 1 ] 上接第 4 5 页 一年多的运行 ， 效果 良好 ， 软启动 器从未出现过鼓障， 彻底消除了因减速器、 电机 、 液力偶合器等故障而影响皮带的安全运转状况。 4 电机软启动器电路无相序 ， 启动过程平稳 可靠 ， 实现近似恒流启动 ， 可使有效启动转距增加 到 3 ～4 倍 ， 可以消除减速器的冲击跳动 ， 同时启 动能力增加 ， 运输能力和安全性能得以较大提高。 5 该软启动器采用了快开门形式， 与磁力启 动器功能合二为一。在第一代的基础上增加了电 机隔离换向开关、 综合保护单元和运行显示功能 ， 可满足生产过程 中各种控制要求， 同时对 电机实 现全过程保护。由于 G R B11 I 矿用隔爆 型电机软 启动器的质量可靠 ， 实现了免维护。 [ 作者简介 ] 王小勇 1 9 7 1 一 ， 男， 助理工程师 ， 1 9 9 5 年毕业于焦作 工学院电气工程系， 现任淮北矿业集团朱仙庄煤矿井下 机电技术主管。 [ 收稿日期 2 0 0 5 一 O 1 一l 0 ] 维普资讯