游玲玲 李冬梅 高静

【摘要】随着大型煤矿工业用电量的飞速增长，煤矿配电系统对电网的稳定性的要求日益增高。在快速转运装车系统中交流三相异步电动机在油泵控制中的广泛使用，对电动机的启动提出了越来越高的要求，特别是对电机启动的控制提出了相应的要求。传统的快速转运装车系统三相电动机启动控制在启动性能上无法适应实际生产的要求，AB（Allen-Bradley）生产的Bulletin 150软起动装置的应用解决了其中存在的问题，使用效果良好。

【关键词】交流三相异步电动机；软启动器；启动方式

随着大型煤矿工业用电量的飞速增长，煤矿配电系统对电网的稳定性的要求日益增高。在快速转运装车系统中交流三相异步电动机在油泵控制中的广泛使用，对主油泵电机启动的控制提出了越来越高的要求。传统的快速转运装车系统三相电动机启动控制易在启动过程中存在二次冲击电流和冲击转矩，从而导致设备故障率上升，电机启动效率低，电网稳定性差，在性能上无法适应实际装车运转的要求。

AB（Allen-Bradley）生产的Bulletin 150软起动装置很好地解决了其中存在的问题。2009年以来我公司快速转运装车系统引入AB（Allen-Bradley）生产的Bulletin 150软起动装置。对公司快速转运装车系统电控进行了升级改造，出厂产品运行七年来效果良好。

一、主油泵软启动智能控制与传统电机启动控制方式的比较

1、传统的启停控制存在的问题

目前，我国大部分电动机通常采用直接起动、Y/Δ控制起动和自耦变压器起动。这些传统起动器是通过降低电动机的起动电压来降低起动电流，起动方式采用分步跳跃上升的恒压起动，在起动过程中存在二次冲击电流和冲击转矩，导致接触器故障多、电动机冲击电流大、冲击转矩大、冲击力矩大、效率低，可靠性差。但现在的Y/Δ起动器已经具有电动机保护和监控功能，技术水平和外观与相较以前已有很大的改观，可以满足中小容量无特殊要求的空载或轻载起动的控制要求。

传统的启动方式在快速转运装车系统中存在以下几个问题：

（1）对装车系统配电电网的冲击大，严重影响了整个装车转运系统供电质量；

（2）由于装车转运系统通过主油泵电机动作，通过油箱向整个液压系统原动力，进而使所连接的机械设备的动作，传统的电机启动方式在启动过程中的不稳定性，容易对液压系统及机械设备产生较大的压力冲击，降低它们的使用寿命；

1）软启动器智能控制与传统电机启动控制方式的比较优势

智能软启动器内部通过采用微机控制技术，在计算机控制下可以使电机的输入端的启动电压慢慢地把从0升高至电机的额定电压，频率由0Hz升高到電机正常工作下的额定频率，具有斜坡电压和限制电流的功能。这样电机的启动电流，就由不可控的过载冲击电流变成为可控的、可根据需要调节大小的启动电流。利用软启动其的这一特点可设置多种启动方式，电机启动的全过程都不存在冲击转矩，而是平滑的启动。

二、快速转运装车系统主油泵电机软起动装置的特点

相较传统的电机启动控制方式而言，主油泵电机软启动装置的优点主要有以下几方面：

1、对整个系统来说，在结构上采用电动机软启动器作为油泵电机控制输出执行元件，控制逻辑用PLC实现，系统结构简单。采用微机数字监控和数字设定，便于维护控制，同时具有外部通信外控功能。

2、实现了电动机启动过程的平滑渐进，减少启动电流对快速转运装车系统电网冲击，改善了启动电流。

3、采用双向可控硅启动控制，启动完成后，接触器将可控硅短接，避免了接触器直接控制电动机易发故障的发生。

4、软启动、软停车方式，降低设备的振动和噪声，减小对液压传系统动元件和机械设备冲击。延长液压系统及机械设备的使用寿命。

5、该装置保护功能齐备，具有过流、过载、缺相等多种保护。

6、可视化控制盘，显示功能完备，便于数字化参数设定，能及时全面了解设备运行情况。

三、电动机软启动器的工作原理

软起动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置。它的主要构成是串接于被控三相电机与电力电源之间的三相反并联闸管交流调压器。以微处理器为核心，辅加相应检测电路，通过对功率器件即可控硅的控制，改变晶闸管的触发角，就可调节晶闸管调压电路的输出电压，实现对电动机的平稳启动和停止。其基本的控制原理是采用电压斜率的工作原理，控制输出给电动机的电压从可整定的初始值经过可整定的斜率时间上升到电机所需全压值。通过对起动电流闭环控制，任意设置稳定的起动电流。在整个起动过程中，软起动器的输出是一个平滑的升压过程（且可具有限流功能），直到晶闸管全导通，电机在额定电压下工作。软起动器是一种用毫安级电流控制达几kA晶闸管的无触点电力控制设备。它结合了电力电子、自动控制和单片机等技术，是一种全数字智能化三相异步电机启动设备。这种基于微处理器基础上的软件化控制，不仅有一般的电机保护功能，还有双斜坡启动和预置低速运行、避免机械冲击等特殊的工艺控制功能

四、AB Bulletin 150系列软启动器的工作原理及技术特性

美国AB公司生产的AB Bulletin 150系列软启动器采用微控制器标准，三相鼠笼感应电动机。每个控制器有7种标准的工作模式。具有起动电流小，为额定运行电流的1～4倍，起动平稳，对电网冲击小等优点；通过编程可实现全压启动，其输出到电动机的电压能在1/4S内达到全压。起动转换为运行时无二次冲击电流。

软启动器技术特性：

1、内置SCR旁路/运行接触器。达到最佳起动效果。

2、内置电动机过载保护。

3、每一相上都有电流互感器。

因此，软启动器可以使装车转运系统主油泵三相电动机实现平滑升压起动，在实际工况中能大大减少起动电流对装车转运系统配电电网的冲击。保证主油泵电动机有效平稳地起动，实现对装车转运系统的完整的保护功能，有效提高了装车转运系统的可靠性。使用软启动器后，三相电机启动电流明显降低。而且，软启动器结构紧凑，自动化程度高，安全可靠，故障率低，节省运行及维护费用。该软启动装置应用在广州港、黄骅港装车系统的主油泵后，主油泵运行状况良好，从未发生由电控故障而引发的事故。

参考文献

[1]戴戈.软启动器在工程上的应用[J].建筑工程技术与设计，2014（27）.