软启动装置

软启动装置（精选8篇）

软启动装置 篇1

摘要：根据带式输送机对控制系统的要求, 制定出了高效可靠的机电一体化软启动控制方案。该装置以传感器作为现场数据检测元件, 以可编程控制器作为现场数据的分析处理元件, 以微型计算机作为上位机来处理信息、数据的跟踪、采集及记录, 以机械软启动控制器作为具体实现装置, 并在此基础上对该系统进行了软件的设计、优化。

关键词：机械电子,软启动,设计探究

近些年来, 带式传输机凭借其连续、高效、运行可靠及地形适应力强等特点, 在冶金、煤炭、采矿、港口、石油等行业中的作用日益凸显, 成为了粉散物料高效运输的主要机械设备。我国学者针对带式传输机的工作原理进行了大量的实验研究, 然而仍然存在一些如传动效率低、系统结构复杂等问题。尤其是伴随现代工业的高速发展, 对带式传输机的要求正逐步向大功率、大运量、大倾角、高带速的方向发展。由于带式传输机经常高负载运行, 其启动、运行及停动过程中存在诸多问题, 因此, 十分有必要研究开发传动效率高、结构及控制系统简单、性能优良、维护方便、安全平稳的机械电子软启动装置控制系统, 它可以使带式传输机在高负载情况下实现整个系统的逐步启动, 达到平稳运行, 安全停动的要求。

1 机械电子软启动控制系统组成

机械电子软启动控制系统总体由上位计算机、变频器、可编程控制器 (PLC) 等组成, 为了实现对控制系统的维护, 可将变频器、可编程控制器等统一安装在控制柜内。将异步电动机作为执行机构, 最终控制带式传输机。

控制系统以计算机为主, 可编程控制器为辅。控制系统软件设计完成后, 计算机将控制程序装载到可编程控制器, 计算机作为控制主机, 主要负责对可编程控制器程序的在线修改、数据采集、处理及控制输出等, 而可编程控制器主要负责处理大量循环动作。

2 机械电子软启动控制系统流程

机械电子软启动控制系统流程是指控制系统在收到运行信号后, 自动对带式传输机进行的一系列调控, 包括带式输送机的启动、运行、验带、软停车等, 完全根据用户的设定及要求来实现。要想完成控制系统流程的一系列操作, 对控制系统的硬件设计也提出了要求, 因此系统选用了高可靠性能的可编程控制器作为控制中心。当控制系统工作时, 可编程控制器根据现场传感器检测到的数据进行分析处理, 通过控制变频器输出来调控调速电机运转, 使其按照设定达到预定转速。之后微型计算机根据可编程控制器的数据分析对现场参数进行跟踪、分析和管理。

机械电子软启动控制系统主要工作流程具体为, 当控制系统受到开始命令后, 系统首先进行自检, 传感器检测数据并传给可编程控制器, 之后调节电机分时空载启动, 输送机主电机开始做启动准备, 当主电机由低速开始运行并按照用户设定曲线开始加速时, 机器设备松闸直到主电机开始正常运行, 此时机器的冷却系统、润滑系统及电机功率自行检测。当机器负载软停车时, 可编程控制器调节变频器的输出频率调节调速电机, 通过速度合成使主电机缓慢减速为零, 直至系统完全停车时, 可编程控制器与主电机断开并切断调速电机的电源, 此时系统工作结束。

3 机械电子软启动控制系统软件设计

机械电子软启动控制系统采用了国际领先、可靠性强的可编程控制器作为核心, 以微型计算机作为上位机来控制整个系统。在硬件配套设施完善的情况下, 就需要根据用户的直接需求, 对可编程控制器和计算机进行软件程序的设定编写, 来作为软启动控制系统运行的媒介。软件程序设计的好坏, 直接影响着带式输送机工作运行的稳定性、可靠性及效率。

3.1 可编程控制器的程序设计

可编程控制器作为软启动控制系统的核心, 其程序设计方案主要是根据控制系统主要功能及控制系统流程图来实现的, 采用结构简单、方便直观的梯形图来表示。

3.2 上位机软件系统的程序设计

上位机软件系统的程序设计涉及用户界面设计及数据处理、硬件接口通讯两大部分内容, 要想保证机械电子软启动控制系统的良好运作, 必须将上位机的用户界面设计和接口通讯两方面完美结合。

当今计算机软件信息技术高速发展, Microsoft Visual Basic软件在大规模通信控制、信息管理系统等方面具有出色的表现, 是一款理想的开发工具。而汇编语言程序具有执行速度高、目标代码高效紧凑等特点, 在硬件的程序设计中也有着不可替代的作用。因此, 机械电子软启动系统的上位机结合以上两款软件的优点, 利用Microsoft Visual Basic软件来设计用户界面和数据处理, 利用汇编语言程序来设计接口模块, 将两者的优点合二为一, 从而实现了其他编程软件都无法达到的优化效果。

上位机软件系统的主界面为简单明了的图形界面, 包含了控制系统中的常用功能, 设置了系统的菜单栏、工具栏、控制栏、数据分析栏、系统状态栏等内容, 为用户提供了一个友好、形象、快捷的人机交互环境。

3.3 上位机软件系统流程

机械电子软启动系统中的上位机软件系统主要包括了权限设置、外接程序、帮助系统、远程控制、参数设定、参数检测、网络通讯七大部分。

用户权限设置系统包含了用户权限和系统锁定两部分内容。机械电子软启动控制系统是对机械设备运行中各个环节的有力控制, 在运行中对机械设备采取合理有效的控制能够保证机械设备稳定、安全运行。而不合格的操作者或非法操作者将会从根本上对设备的运行造成威胁, 甚至会破坏整个生产线从而给企业造成重大损失。因此对上位机软件系统必须加强用户权限设置, 保证除了合格的操作人员能够操作系统外, 其它任何人都无法破坏系统。

外接程序、帮助系统、远程控制和网络通讯能够为用户使用该系统提供最大的便利, 可以及时为用户提供帮助, 遇到疑难杂症还可以使用网络通讯或远程控制解决问题, 更加人性化。外界系统还包括离线编程、动态仿真及程序下载三部分, 使上位机软件系统保持在最新状态。

参数设定系统包括了系统参数设定、技术参数设定和曲线设定三部分内容, 通过对各种参数的设定来满足用户对控制系统使用的要求, 全方面、多方位的设定可有效保证机械设备的良好运行。

参数检测部分主要包含了状态监测、参数显示、故障诊断、错误报警、工作日志、曲线生成和数据采集七部分功能。通过对设备运行的参数显示和状态监测, 可以方便用户根据设备运行情况进行控制。而系统工作日志生成、工作曲线生成和数据采集, 可以方便用户对现场采集到的数据进行进一步的分析整理从而为改进系统功能提供数据支持。错误报警系统设置能够让设备运行在某一环节出错后及时向用户发出警示信息, 从而让用户及时作出挽救措施, 以免造成不必要的损失。故障检测能够对设备运行中的各项指标进行动态跟踪, 以便于在第一时间发现故障的发生, 从而保证控制系统的平稳可靠运行。

4 结论

在我国产业化高速发展的背景下, 大功率传输机械设备的启动控制系统无法满足用户的需求, 无法实现真正的软启动控制要求。虽然造价昂贵的CST控制系统能够有效地解决机械设备软启动问题, 但其高昂的造价和复杂的结构根本无法适应我国的国情, 得不到普及。而机械电子软启动结合装置不仅能够有效解决机械设备的软启动问题, 还具有造价低、结构简单、维护方便等特点, 真正做到了从用户的实际需求出发, 因此它将在我国得到大范围的推广, 在我国日后的机械设备运行中起到举足轻重的作用。

参考文献

[1]郑学坚, 周斌.微型计算机原理及应用[M].北京:清华大学出版社, 2000:35-89.

[2]刘混举, 李宝成, 等.机械电子式软启动装置控制系统设计[J].太原理工大学学报, 2002, 33 (1) :44-46.

高压异步电机软启动的应用 篇2

为了减轻高压异步电机启动对电网的影响，普遍采用空载启动方式。但是在空载全压直接启动时，启动电流也会达到额定电流的5～7倍左右，特别是大容量电机全压启动，将引起电网电压剧烈波动，影响同电网其它设备的正常运行，甚至影响电网的稳定。启动所产生的大电流在电机定子线圈和转子鼠笼条上会产生很大的冲击力，有可能破坏电机绝缘并造成鼠笼条断裂，甚至引起电机故障，减少电机使用寿命。

二、问题

钢铁公司有近百台高压异步电机，寻求启动电流小、对电网影响小的电机启动方式是钢铁公司的必然选择。

以前，高压异步电机启动一般都采用降压启动方式，包括Y-△启动、延边三角形启动、自藕变压器降压启动、串电抗器启动等方式，但是此类启动方式产生的高次谐波对电网影响很大并能造成对电网的二次冲击。

三、措施

近年来，高压异步电机软启动技术迅猛发展，主要有高压变频启动、热变电阻软启动、液阻软启动、磁控软启动等。

高压变频器虽然体积小、结构紧凑，维护量小，功能齐全，菜单丰富，启动和调速性能都较好，起动重复性好，保护周全。但初期投入较大，是液阻软启动的10倍左右。况且变频器本身用于电机软启动，不能发货其调速性能，是一种浪费。

磁控软启动就是我们通常所说的磁放大器。在起动开始时限流作用较强，在软起动过程中逐渐减弱。限流作用的强弱变化是通过控制直流励磁电流、改变铁心的饱和度实现的。但该装置需要有相对较大功率的辅助电源，并且噪声较大。

液阻软起动的主体是一种液体电阻，由电解液形成的，它采用离子导电，其阻值正比于相对的二块电极板的距离，反比于电解液的温度。实践中，把液阻串入高压电机三相定子回路。启动时，液阻由于电机定子电流的作用发热使温度升高，电阻降低并且变化较小，主要在启动过程中调节二块电极板的距离，使电机端电压逐渐升高并达到额定值，实现软启动。液阻软起动原理如图示，其特点如下：

液阻箱容积大的，对启动过程产生的热能可以迅速扩散。

液阻软起动装置实现过程中不产生高次谐波，对电网冲击破坏力较弱。

移动极板需要有运行可靠的伺服机构，以前该装置经常出现故障。由于自动控制技术的发展，此问题已解决。

液阻软起动装置不适合置放在易结冰的现场，但在电阻箱四周装上热电阻，可以解决此问题。

一次软起动后电解液通常会有10~30℃的温升，虽然可以根据环境温度自动检测和设定初始值，但重复性相对较差。

成本低也是其一大优点。

四、效果

热变液阻软起动装置与液阻启动原理相当，也是由电解液形成的电阻，采用离子导电，只是启动过程调节只是靠液阻本身在软起动过程中的温升，使电解液阻值产生变化，实现无极板伺服机构的软起动。使用热变液阻软起动装置对环境温度要求偏高，也存在软起动重复性较差的缺点。

钢铁公司高压异步电机近百台，在选择电机启动方式时，相关技术人员观点各不相同，最后选择了多种启动方式。经过一段时间的运行，对各种软启动进行综合对比，液阻软启动的启动电流没有超过3倍额定电流的时候，并且故障率最低。

五、结束语

油田电动机软启动装置故障分析 篇3

1 油田电动机软启动装置应用现状

近几年来, 软启动装置在胜利油田孤东采油厂得到良好推广应用, 主要应用在油田各油气集输泵站、注聚站和部分油井上, 主要解决输油泵、水泵、污水泵、注聚泵、压缩机、抽油机等用能设备在工频运行条件下的启动要求, 目前全厂在用数量已达到600余台。就现场应用情况来看, 软启动装置运行状态整体上表现良好, 特别是对于大功率设备, 起到了良好的节能降耗效果。

但在许多场合中, 由于三相交流感应电动机启动特性, 这些电动机直接连接电源系统。如果在工频下直接在线启动, 将会产生高达电动机额定电流6倍的浪涌电流, 该电流会使供电系统和串联的开关设备过载[2]。如果直接启动, 也会产生较高的峰值转矩, 这不但会对驱动电动机产生冲击, 而且也会使机械装置受损。软启动器作为油田生产特殊工业环境下的关键设备, 由于其使用的工作环境存在夏季高温、冬季低温、风沙天气多、工作现场灰尘多等恶劣工作条件, 容易造成其电子控制电路出现故障, 影响设备的正常启动运行。因此, 加强软启动装置的现场维护和维修工作非常必要。

2 电动机软启动装置的工作原理

软启动器是一种集电动机软启动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电动机控制装置, 国外称为Soft Starter[3]。国内软启动器的主要构成是串接于电源与被控电动机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。运用不同的方法, 控制三相反并联晶闸管的导通角, 使被控电动机的输入电压按不同的要求而变化, 就可实现不同的功能[4]。软启动器主要由控制模块和可控硅模块等部分组成。其启动方法主要是电动机得到预设定的初始转矩, 该转矩可在转子堵转转矩的0~90%范围内, 由用户调节。在斜坡加速期间, 输出给电动机的电压, 从初始转矩相对应的电压开始无级地增加, 加速时间0~30 s, 可由用户调节。在电压升高过程中, 当控制器检测到电动机已达到额定转速状态, 输出电压将会自动切换到全电压。图1为软启动器启动过程时间与电压的关系。

3 软启动装置的故障及处理

1) 运行过程中控制器过热故障。电动机运行跳闸后, 软启动器故障代码显示“F8”, “F8”故障原因为控制器过热。经过分析造成控制器过热故障的原因主要有:控制器通风口阻塞;控制器工作时间太长;风扇损坏;环境温度超过极限值;热敏电阻损坏;控制模块损坏等。

解决办法是检查分析控制器过热原因, 找出故障点, 及时更新损坏件。从现场故障维修情况来看, 风扇损坏和控制器通风口阻塞是油田在用软启动器发生过热故障的主要原因。

2) 运行过程中启动器频繁跳闸, 软启动器故障代码显示控制器过热故障, 但故障复位后软启动器仍能正常启动, 正常运行10多分钟后又出现跳闸故障。根据控制器过热故障的原因进行检查分析, 各器件都正常, 没有出现明显损坏现象, 主要问题是2只220 V交流风扇不能长时间连续工作, 更新交流风扇后故障问题仍未有效排除。

解决办法:为满足生产需要, 控制柜加装旁路控制电路, 即电动机采用软启动方式启动。当电动机达到额定转速状态时, 旁路接触器投入运行, 软启动器退出运行, 即只在电动机启动过程中使用软启动器。其工作原理是在主回路增设一旁路接触器与软启动器并联, 在控制回路中利用软启动器运行信号 (辅助触点) , 经过时间继电器的延时闭合, 旁路接触器线圈得电, 旁路接触器吸合, 其常闭点断开, 使软启动器退出运行。该电路需增加旁路接触器、时间继电器和电动机保护控制器等电气器件。

3) 启动后旁路接触器不吸合。故障原因可能是:在启动过程中, 保护装置出现误动作;调试时软启动器的参数设置不合理;控制线路接触不良。

解决办法:将保护装置运行参数重新整定设置即可;特别是对55 k W以下的软启动器, 检查参数是否合理, 若不合理则对参数重新设置;检查控制线路是否存在接触不良。

4) 启动时出现过热故障, 不能满足正常启动要求。造成这一问题的原因可能是:启动频繁, 导致温度过高, 引起软启动器过热保护动作;外围电路故障, 使接触器不能旁路运行, 造成软启动器长时间工作, 引起保护动作;负载过重、启动时间过长引起过热保护;软启动器的参数整定不合理, 时间过长, 起始电压过低;软启动器的散热风扇损坏, 不能正常工作。

解决办法:若因电动机启动频繁引起, 则控制电动机启动次数每小时不超过6次, 特别是重负载情况;检查外围电路, 发现故障及时排除;启动时, 尽可能地减轻负载, 避免“小马拉大车”现象;合理设定参数, 调整起始电压和启动时间等;若散热风扇损坏, 及时更换。

5) 可控硅损坏。产生原因可能是:电动机在启动时, 过电流将软启动器击穿;风扇损坏, 散热效果不佳;启动频繁, 高温致可控硅损坏;滤波板损坏输入缺相等。

解决办法:检查软启动器功率是否与电动机的功率相匹配, 电动机是否带载启动;更换损坏风扇;控制频繁启动次数;若滤波板损坏, 则需检查进线电源与电动机进线是否松脱、内部的接线插座是否松脱、负载与电动机是否匹配、检测软启动器的模块或可控硅是否击穿, 及它们的触发门极电阻是否符合正常情况下的要求 (一般在20~30Ω) 等。

6) 缺相故障。在调试过程中出现启动报缺相故障, 软启动器故障灯亮, 电动机没反应。出现故障的原因可能是:采用带电方式启动时, 操作顺序有误;电源缺相, 引起软起动器保护动作;软起动器的输出端未接负载。

解决办法:正确操作顺序应为先送主电源, 后送控制电源;检查电源是否存在缺相;检查输出端是否接上负载, 否则软启动器不能正常工作。

7) 显示屏无显示或者是出现乱码故障。用户在使用软启动器时如显示屏无显示或出现乱码, 软启动器不工作。故障原因可能是:软启动器在使用过程中因外部元件所产生的震动使软启动器内部连线接触不良;软启动器控制板故障。

解决办法:打开软启动器的面盖将显示屏连线重新插紧;更换软启动器控制板。

8) 启动时软启动器不动作, 电动机无反应。故障原因可能是:电动机缺相;软启动器内主元件可控硅短路;滤波板击穿短路。

解决办法:检查电动机和外围电路, 检查电动机是否缺相;检查电动机以及电网电压是否异常;更换可控硅和滤波板。

9) 启动负载时, 启动超时, 软启动器停止工作, 电动机自由停车。故障原因可能是:参数设置不合理;启动时满负载启动。

解决办法:重新整定参数, 起始电压适当升高, 时间适当加长;启动时应尽量减轻负载。

10) 软启动器出现重复启动。故障原因是:在启动过程中外围保护元件动作, 接触器不能吸合, 导致软起动器出现重复启动。解决办法是检查外围元件和线路是否存在接线错误。

11) 启动时, 电流不稳定, 波动大。故障原因可能是:电流表指示不准确或者与互感器不匹配;电网电压不稳定, 波动比较大, 引起软启动器误动作;软启动器参数设置不合理。

解决办法:更换新的电流表;检查电网电压是否不稳定, 若电网电压正常则更换控制板;重新整定软启动器运行参数。

12) 启动时, 偶尔出现空气开关跳闸的现象。故障原因可能是:空气开关长延时的整定值过小或者是空气开关选型和电动机不匹配;软启动器的起始电压参数设置过高或者启动时间过长;在启动过程中因电网电压波动较大, 引起软启动器发出错误指令, 出现提前旁路现象;启动时满负载启动。

解决办法:空气开关的参数适量放大或者空气开关重新选型;根据负载情况将起始电压适当调小或者将启动时间适当缩短;建议用户不要同时启动多台大功率的电动机;启动时尽量减轻负载。

4 结语

实践证明, 软启动装置在油田生产中对企业节能降耗、减少电动机设备故障和延长设备使用寿命起到了良好的作用。总结软启动装置在油田生产现场的应用经验, 做好现场使用维修维护, 提升现场解决问题的能力, 确保软启动装置在油田生产中的良好运行, 对企业实现节能降耗目标、优化生产工艺、提高生产运行质量和经济效益, 具有十分重要的指导意义。

摘要：电动机软启动装置是一种良好的电气节能设备, 做好软启动装置应用过程中的使用维修, 确保其现场良好运行效果, 对节能降耗和保护电动机设备运行具有十分重要的作用。介绍了油田电动机软启动装置应用现状和工作原理, 结合油田生产实际和现场工作经验, 着重叙述了油田电动机软启动装置最常见的12种故障现象和对应的解决处理办法。实践证明, 这些措施均十分有效。

关键词：软启动装置,故障处理,接触器,保护控制

参考文献

[1]朱益飞.软起动装置在油田注聚泵站的应用[J].石油和化工节能, 2013, 16 (5) :29-32+35.

[2]翟佑华, 付军.无刷自控软起动器起源及发展[J].电气应用, 2010, 29 (10) :62-65.

[3]李超.泵控软启动[J].变频器世界, 2009, 9 (10) :102-104+87.

软启动装置 篇4

为了实现对煤矿井下采取的原煤运输的最大效率, 实际生产中, 我们通常使用胶带运输机。随着我国经济的不断发展对煤炭等能源的需求量不断地增长, 胶带运输机的输送距离不断地增大, 输送量不断增大, 输送的倾角和速度不断地加大。现代煤矿企业经常针对不同的实际情况采取不同的软启动方式, 只有这样才能使胶带输送机顺利平稳地启动。

在现代正在被广泛应用的技术成熟的软启动方式主要包括有:液力偶合器、CST传动装置和液粘软启动装置。下面对这三种装置进行详细的分析和论述。

1 液力偶合器

在现代煤矿的运营中, 液力偶合器被应用得最多, 它是借助液体的动势能来传递动力的一种启动装置, 使得输送机的驱动设备渐渐的变软, 进而使得启动装置更加顺利平稳。我们可以按充填的液体控制方式与结构类型的不同将液力偶合器分为调速型液力偶合器和限矩型液力偶合器。

1.1 限矩型液力偶合器

限矩型液力偶合器的组成部件主要有:泵轮、输入轴、涡轮、输出轴和外壳等。限矩型液力偶合器的工作原理是利用电机的转动带动输入轴转动, 输入轴转动带动泵轮转动, 从而引起泵轮腔内的液体发生离心运动, 液体从泵轮入口被加压加速地推向出口, 致使液体的动能更大, 从而加大了其动量矩。具有动能的液体从泵轮出口处流向正对面的涡轮, 液体的流动使得涡轮叶片转动, 涡轮叶片的转动带动输出轴转动, 从而带动工作机转动。限矩型液力偶合器具有三个腔室, 它们分别是:超载时工作腔、辅助腔和流体流向辅助腔, 这些腔室使得工作腔液体的量减少, 使得力矩在一定范围内变化, 不至于升高的过高。限矩型液力偶合器依据辅助腔的类型可以分为三类:动压卸液式、静压卸液式、复合卸液式。

限矩型液力偶合器具有如下几个主要特点: (1) 增强电动机的启动力矩, 可以有效利用电机最大扭矩使得输送机重启。 (2) 大大降低电机的启动电流, 减短电机的启动电流的持续时间。 (3) 防止负载过大, 保证电机和工作机的正常运行。 (4) 可以将扭力和振动隔离掉, 减小了对电机和工作机的冲振作用, 使设备的寿命增加。 (5) 当多台电机同时工作时, 可以自动调节各个电机功率使它们能够达到平衡。 (6) 将水或者其他难燃液体一起作为介质, 可以防火防爆, 经济合理。 (7) 设备的结构相对很简单, 运行稳定, 无磨损现象, 不用特殊条件的维护。

1.2 调速液力偶合器

调速液力偶合器的工作原理与上面所说到的限矩型液力偶合器相同, 只是对充液量的调节是在工作中进行的, 因此结构相对较复杂, 组成部分包括限矩型液力偶合器的组成部分和电机执行器、导管组件、冷却系统等。调速型液力偶合器具有出口调节、进口调节和复合调节等三种充液量的调节方式。

调速型液力偶合器的几个主要特点为: (1) 可以依据输送机的主要参数对启动时间进行任意调节, 进而使得输送机按照相应的启动速度形式进行启动。 (2) 可以空载启动电机, 还可以在最大的力矩下启动, 大大提高了启动的上限, 还减少了启动时间。 (3) 使得输送机的启动加速度在一定的范围内变化, 从而限制了电机的启动力矩。 (4) 当多台电机同时启动时, 能随时自动地调整各个电机的输出功率使之平衡。 (5) 可以避开扭力和振动, 降低机械损失, 使得设备的使用年限得以延长。 (6) 防止负载过大而对电机和工作机造成损害。 (7) 可以使用遥感设备对输送机进行自动控制, 操作灵活简便。 (8) 工作性能良好, 对机械没有磨损, 在较差的环境下可以正常工作, 不需要特殊条件下的保护。 (9) 易滑动, 工作产热多, 要配备冷却装置一起工作。

2 CST传动装置

CST是一种装有电液反馈和齿轮减速装置, 在慢速轴端带有线性离合器的一种机电一体化的传动装置, 它可以离合、减速, 还可以调速。

CST有五个组成部分, 它们分别是:电-液控制系统、机械传动系统、油泵系统、冷热交换器和冷却控制系统。机械传动系统又可分为输出、输入和离合片三部分。电动机的转动是由于CST输入轴的动力传输到输出端的太阳轮引起的, 太阳轮的转动带动各个行星轮的转动, 但一旦离合片的构件无液压时, 行星轮的转动使齿圈能够自由地转动起来, 托架是不转动的, 输出轴也是固定不动的。

CST有如下几个主要特点: (1) 输送带的拉张力可以被有限地降低, 如使用一输送带, 安全系数一般情况下可以降低1.9, 安全性能不会发生变化。 (2) 可以有效提升传输效率, 在传动机处于稳定工作阶段时, 离合片的构件被卡住, 这个阶段没有滑差, 也不会有效率的损失。 (3) 装置在工作时, 离合片之间发生层流运动, 随着离合片的间距增大粘滞力相应的减小, 可以掌控输送机的工作状态, 可以在一成正常带速到正常带速的范围内进行带速的调节。 (4) 可以通过反馈回来的回路分析速度、功率和应力状态, 还可以控制带速、功率和应力, 使它们都达到平衡态, 能将输送机的多点驱动平衡协调。 (5) 可以在空载状态下实现电机的启动, 并且可以在重载条件下进行启动, 这保证了意外事件发生时可以实现紧急刹车和突然断电时可以控制其有效停车。 (6) 可以保护其自身和输送机的安全, 除此之外, 还可以对输送系统和驱动系统进行安全有效的保护。 (7) 此系统利用可控的电力系统和集控系统的联系, 可以对自身和输送机的工作情况进行有效的监控。

3 液粘软启动装置

液粘软启动装置是利用改变离合片之间的距离来改变粘性液体之间的切力进而使得传递力矩发生变化。液粘软启动装置由三部分组成, 它们分别为液压系统、机械传动系统和电气控制系统。电动机带动主动摩擦片转动时, 液体膜就会引起从动摩擦片和输出轴的转动, 调节油压进而控制主、从动摩擦片之间的油膜厚度, 进而引起输出轴输出功率的改变, 这就实现了工作机的可控软启动。

液粘软启动装置有如下几个主要特点: (1) 启动力矩可以为平滑的、可以调节的、没有冲击的力矩, 摩擦片的间隙在启动时很大, 空载启动电机是可行的, 对设备的冲击较小, 在工作时磨擦片的工作效率较高。 (2) 装置与电机的匹配性较高, 可以有效利用电机的最大力矩使得输送机在重载条件下实现顺利地启动。 (3) 当多台电机同时工作时, 可以调节滑差使得各个电机的功率平衡, 减小对电力系统的冲击电流。 (4) 可以有效控制油压, 这样就可以调节输送机的启动和制动加速度。 (5) 可以实现输送机的任意调节速度, 进而平稳有效地进行工作。 (6) 如果制冷系统工作良好, 可以调节滑差进行低速运行。 (7) 装置摩擦片的传递扭矩和油压的大小相关, 所以将油压调节到一个定值, 在超载的情况下摩擦片就会打滑, 这就做到了对装置的过载保护。

4 结语

在当今社会, 随着社会和经济的不断发展和进步, 对科技的要求越来越高, 因此我们煤矿胶带运输机的机械软启动装置也在不断地改进和更新, 就现在煤矿上应用最广泛的几种常见的先进机械软启动装置的结构、性能特点、应用情况来看, 我们的煤矿胶带输送机机械软启动装置存在许多优秀的特点, 但不免还会有一些需要改进的地方, 因此, 我们应该在利用原有的优秀装置进行生产活动的同时, 不断地完善和更新机械软启动装置。

参考文献

[1]张有.带式输送机软启动装置的技术经济分析[J].煤矿机械, 2012 (10) :67-68.

[2]刘洪洪, 张小强, 赵维建.可控软启动装置在带式输送机上的应用分析[J].煤矿机械, 2011 (8) :50-51.

软启动装置 篇5

1 出现的问题

粉磨系统运行半年后, 该软启动装置陆续出现启动即跳闸故障, 经检查均系晶闸管被击穿所致, 更换晶闸管后运行正常, 因怀疑是晶闸管质量问题, 故未对故障进行认真分析。但在运行几个月后, 又出现晶闸管被击穿现象。

2 故障原因分析

根据经验, 引起软启动装置晶闸管被击穿的主要原因是过电压和过电流。我公司电压稳定在400V左右, 过电压成因可以排除;过流时晶闸管芯片内部产生热效应而温度升高, 当达到175℃时芯片就会失效直至被击穿。晶闸管不是一投入运行即烧坏, 而是在投入使用几个月后, 因此, 我们把故障原因的查找重点放在过电流成因上。

引起软启动装置过电流的原因主要有以下几点:

(1) 参数设置不正确; (2) 启动频繁; (3) 电源线短路或负荷短路; (4) 软启动选型较小或过负荷启动。

第 (1) 项在咨询厂家确认无误后排除;第 (2) 、 (3) 项在技术人员认真检查控制柜后排除。最终认定故障原因应为软启动装置选型较小或过负荷启动。仔细分析风机电动机启动时数据情况:启动电流达370A左右, 启动过程超过40s。而该软启动装置额定功率为90kW, 额定电流为240A, 因此长时间的过负荷启动造成软启动装置烧坏;其次, 风机进风处风阀为人工控制, 可能因风阀未全关导致风机电动机启动时电流增大, 缩短软启动装置使用寿命。

3 改进措施

根据以上分析, 若将软启动装置功率增大, 虽可解决软启动装置烧坏的问题, 但同时仍需增加电动执行器进行调节 (如仍由人工调节风阀, 同样会出现未关风阀导致启动电流增加) , 而电动执行器改进难度大, 故我们决定改用具有软启功能且节能的ABB变频器代替软启动装置, 同时拆除风机进口风阀。因软启动装置电路图与变频器电路图基本类似, 故主回路变动不大, 只是将软启动装置改为变频器, 二次回路作部分改动——增加DCS程序点。

当合上主回路电源后, 中控给出“驱动”信号, 变频器上电, 备妥信号送回DCS, 中控给出“启动”信号, 变频器启动并将应答信号返回DCS。中控根据生产需要调节变频器频率大小。

4 改进效果

表1为改进前后参数对比。

注:测量工具为PD194E-2S4多功能电力仪表, CT为LMZJ1-400/5。

从表1数据可以看出:

1) 改进后彻底解决了磨尾风机电动机启动电流过大烧坏软启动装置并跳闸的故障。启动电流从370A降到190A, 大大降低了电动机启动电流对变频器和电动机的冲击, 运行电流降到60A左右, 每小时节能约22.5kWh, 具有非常可观的经济效益。

2) 改善电动机控制性能, 降低设备故障。使用软启动装置时故障率高, 不仅维修费用高而且对生产也造成一定影响。通过改造, 电动机的启动电流、运行电流等技术性能参数大幅度改善, 有效改进电动机性能, 延长电动机使用寿命, 降低维修费用, 减少停产损失。

软启动装置 篇6

关键词：机械电子,软启动装置,控制系统

前言

机电一体化已经成为当前农业机械生产制造的发展趋势, 将电子设备与机械设备紧密结合, 形成机械电子系统, 主要起到对机械设备的启动和控制作用。当前的机械设备具有连续、高效的运行能力, 在农机生产当中起到关键性作用, 随着农业机械生产的规模的扩大对于相关技术的要求也就有了很大的提升, 这就需要先进的控制系统对大型机械设备进行有效的控制, 实现稳定的机械化生产。

1 软启动装置的重要性

电子设备在机械运行中发挥着重要作用, 现代农业机械设备业都是与电子设备实现操作控制的, 需要供电设施进行电力提供, 来维持发动机等电动机械设备的运转。电动机在启动过程当中, 会在短时间内产生高强电流, 一定程度上给供电系统以及电动机械设备带来一定的冲击, 增加电力荷载, 长期积累下来, 会给电动机械设备造成一定的破坏, 不利于机械电子设备的工作运行, 因此, 就需要能够有效控制机械设备运行的装置, 软启动技术是良好的选择。通过机械电子式软启动, 可以对机械设备有效的进行控制, 保证机械在启动过程当中所产生的高强电流能够得到控制, 避免产生危害。软启动装置有效的缓解了电力荷载压力, 将电流限制在合理的范围内, 同时保证机械设备的正常运行。机械电子式软启动装置控制系统的应用, 能够满足当前农业机械设备生产的需求, 对机械电子系统平稳有序的运行具有重要的作用, 在农业机械设备当中, 软启动装置发挥着重要的作用[1]。

2 机械电子式软启动装置的优势

农业机械设备多是大型机械设备, 在启动过程当中会由于压降产生冲击转矩和高强电流, 而软启动装置能够对其予以很好的限制, 以更好的保护机械设备降低能耗。软启动装置能够对启动电流进行有效的控制, 将电动机械设备需要承担的荷载限制在一定的范围内, 保证机械设备的正常运行工作。软启动装置的特点是占据空间小, 并且容易操控, 便于维护, 避免其故障的发生。随着科技的发展和进步, 农业生产水平有了很大程度上的提升, 对于机械设备控制系统有着极大的提升, 原有的软启动装置已经不能满足发展的需要了, 因此机械电子式软启动装置开始得到广泛的应用, 有着较大的优势。

2.1 故障频率低

传统的软启动装置在应用之初发挥了很重要的作用, 但是由于机械设备的功能得到了极大的完善和拓展, 传统的软启动装置在某些方面的不足开始显现出来。随着电动机械设备的功率不断提高, 软启动装置对其的调控力不足, 在长期的使用当中很容易发生故障, 难以保证电动机的平稳启动。因此, 机械电子式软启动设备开始得以应用。与传统软启动设备相比, 在控制故障的方面有着很大的优势。机械电子式软启动设备能够更好的适应当前机械设备所产生的强电流, 承担荷载压力, 能够有效的避免故障的发生, 同时, 机械电子式软启动设备由于其便于操作和维护的特性, 能够及时将故障隐患予以消除极大的降低了故障的发生频率[2]。

2.2 启动平稳

在传统的软启动设备的应用当中, 由于长时间的使用, 加上机械设备自身的改进和完善, 软启动设备渐渐跟不上大型电动机械设备的要求, 对于电动机启动时产生的强电流不能限制在合理范围内, 长此以往, 机械设备容易发生故障, 在运行过程当中难以保持平稳。机械电子式软启动设备就极大的改善了这一问题, 软启动设备能够对电动机械设备启动时所产生的高强电流能够有效的进行控制并根据机械设备运行的基本需要, 对产生的电流和荷载进行调控, 将其维持在合理的数字范围, 电动机械设备的启动也就更加平稳。在传统软启动设备的基础之上, 将最为先进的机械电子式软启动技术引用其中, 实现机械电子式软启动装置控制系统的建立, 使大型电动机械设备更加平稳有序的工作[3]。

3 机械电子式软启动装置启动设计

3.1 启动方式设计

为了农业机械设备平稳的启动, 良好的运行, 需要对机械电子软启动装置的启动方式进行科学合理的设计, 以实现机械自动化控制。主要的启动方式设计有斜坡电压式, 斜坡恒流式以及矩形转矩式。斜坡电压软启动操作简单, 在操作过程当中省略了电流闭环控制的环节;斜坡恒流式软启动则是将电动机启动电流呈现阶梯式增长, 并将电流最大值设置在最合理的范围内, 当电流增长到该值时, 进行有效的控制, 保持其恒定状态, 可以极大的缩短启动时间;矩形转矩式软启动则是以满足荷载要求为前提, 对软启动装置予以保护, 实现电动机的安全启动, 以上几种方法, 具有各自的优势喝缺陷, 因此需要根据电动机械设备运行的实际需要加以合理利用, 保证安全稳定[4]。

3.2 软件设计

农业机械设备电子式软启动的控制系统的设计离不开高新技术的应用, 以计算机信息系统作为基础, 将可编程控制器作为核心设备, 对软启动设备进行科学程序设计。首先, 采用控制语言以面向运行过程, 采用形象语言以面向问题, 建立最直观简单的结构, 在该结构下进行程序设计。以控制系统的流程图以及功能需要进行设计, 以完善机械电子式软启动装置的功能。其次, 进行根据程序编写需要进行最优化的设计。选取编程软件, 将计算机作为上位机, 面向设计对象和可视化程序进行设计, 采用不同的语言进行编写, 使机械电子式软启动软件在运行过程当中反应和执行的效率更高。再次, 依然以计算机作为上位机, 进行软件系统的设计。包括对软件系统主界面、图形界面、菜单和相关工具栏的设计。最后, 设计故障报警系统, 以实时监控软件的运行, 及时发现机械电子式软启动装置的故障, 并采取有效的措施予以解决, 保证其高效、稳定的运行[5]。

3.3 硬件设计

相比于软件设计, 机械电子式软启动装置的硬件设计就显得比较简单, 需要对机械电子式软启动装置进行电路设计。在主电路的设计只是在电源和电动机定子之间接上晶闸管, 能够有效控制电压以及电机转速, 实现对其的调控, 以更好的控制软启动装置的启动, 在很大程度上提升了农业机械设备的生产能力。

4 结束语

机械电子式软启动装置控制系统的设计研究, 需要对软启动技术进行完善和改进。为了满足农业机械生产的实际需要, 需要对机械电子装置控制系统进行针对性的设计发挥其自身优势, 拓展多样化的功能, 在未来的社会生产当中, 经过优化的机械电子式软启动装置控制系统将会发挥更为重要的作用, 对农业机电一体化的发展具有重要的意义, 对农业的发展具有重要的意义, 推动了社会的发展进步。

参考文献

[1]赵明阳.机械电子式软启动装置控制系统的设计[J].通讯世界, 2014, 6:38-39.

[2]何晓燕.机械电子式软启动装置控制系统及软件设计[J].机械工程与自动化, 2005, 3:36-38.

[3]孙一平.机械电子式软启动装置[J].山东农业技术, 2015, 11:143.

[4]刘琦.机械电子式软启动装置传动系统的优化设计[J].机械管理开发, 2013, 1:49-50.

软启动装置 篇7

莱钢集团型钢炼铁厂在电机拖动系统中使用高压液阻软启动装置 (湖北襄樊追日公司生产) 。调试设备时需要多次启动电机, 由于液阻软启动装置重复性差, 启动一次电解液通常出现10～30℃温升, 启动二次则电解液温度远超过55℃ (软启动装置温度数显仪出厂设定为55℃) 。此时电解液要进行1～3h的自然冷却, 电机方可启动, 耗时长。

制作一个2～3倍液阻箱容积的备用箱, 安装在液阻柜附近合适位置, 按照液阻柜制造厂家提供的配方配制液体并注入备用箱 (至箱子容积的1/2为宜) 。当液阻温度超过55℃而又需要再次软启动时, 为满足启动要求, 使用水泵先将液阻箱超温液体抽出注入备用箱, 再将符合温度要求的备用箱内液体注入液阻箱。

E-mail:truly00341@sohu.com

软启动装置 篇8

栾川龙宇钼业有限公司小庙岭选厂日处理矿石能力为1万吨, 用1台钢绳芯胶带输送机 (带宽1200mm, 皮带机斜长1750m, 带速2.5m/s, 处理能力1000t/h, 输送经初步破碎后的矿石进行后续加工处理, 钢绳芯胶带输送机配置YNRQD4501500型液黏软启动装置3台, 传动功率450k W, 额定输入功率1500r/min, 液黏软启动装置用于恒扭矩或转速与载荷成正比的各种拖动设备的起动或调速, 具有空载启动、缩短启动电流对电网冲击的时间、无启动冲击、自动控制传递的扭矩、对传动系统起保护作用等优点, 2012年10月发现3#液黏软启动装置振动异常, 测轴向振动值超标。

二、故障情况分析

对液黏软启动装置解体检查发现, 摩擦片钢片烧蚀, 从动轴齿轮上产生很深的凹痕。图1为液黏软启动装置系统结构原理图, 液黏软起动器本体主要由主动部分、从动部分、控制系统执行元件部分、润滑密封部分、支承部分等组成。主要由主动轴、壳体、控制油缸、主动摩擦片、从动摩擦片、输出轴等组成。其工作原理为:根据牛顿内摩擦定律, 在两块平行放置的平板之间, 充满黏性的牛顿流体, 油膜的厚度为δ, 当两板之间有相对运动V时, 油膜将产生剪切力F, 其大小与板的面积A和速度梯度V/δ成正比, 即:F∝AV/δ。液黏调速软启动器有多对主、从动摩擦片, 形成多级摩擦副, 对应上面定律的面积A固定。工作时, 改变主、从动摩擦片间的油膜厚度, 就能够控制输出扭矩和主、从动摩擦片间的相对速度, 从而使从动摩擦片一端的输出转速可调, 实现对被拖动设备的软启动和软制动。图2为液黏软启动装置液压原理图, 液压系统由两部分组成, 润滑油系统和控制压力油系统。

现行设备的停车顺序运行方式为, 停止控制泵→停止主电机→系统自动启动润滑油泵→手动关闭机械抱闸→手动停止润滑油泵。

软启动在正常运行过程中, 由控制油泵提供必须的润滑油, 带走运行时摩擦片产生的热量, 并保证摩擦片之间油膜厚度。但是控制泵停止后, 导致该阶段油膜厚度保持油压、油流消失, 电机带负荷停机, 摩擦片之间产生干摩擦, 引起摩擦片钢片烧蚀, 冲击从动轴齿轮, 在从动轴齿轮上产生凹痕, 经过长期运行的多次带负荷非柔性启停, 凹痕加剧, 造成后期软启动装置分离不良。

三、解决办法

(1) 调整运行方式。变更原矿皮带停机控制程序为先开润滑泵、待润滑油压稳定后停控制泵、停主电机、皮带停转同时停抱闸、皮带停转3min后停润滑泵。

通过对软启动原理的分析, 如果按照以上的手动控制方式停机要求进行停机, 则可以保证润滑油不间断, 始终保证停机阶段主从动摩擦片之间的油膜厚度, 始终能够给摩擦片提供润滑油带走摩擦产生的热量, 并使得控制泵停止后油膜厚度逐渐增大, 从而实现渐减负荷停机。避免了全负荷停车造成对软启动以及电机的冲击, 规范软启动和电机的运行方式, 延长软启动和电机的使用寿命。

(2) 安装润滑油压和油温传感器。安装润滑油压和油温传感器并与控制系统进行逻辑连锁。按照液黏装置技术规范, 运行中润滑油压应≥0.2MPa的相关要求, 润滑油温应保持在36~70℃的相关要求。根据分析为实现可靠和精准控制, 避免操作误差, 便于运行人员监盘, 应安装润滑油压和油温的传感器, 并且和控制系统进行联锁, 保证软启动监控和运转正常。

安装并接入加热系统, 保证每次启机时油温达到正常使用要求, 确保软启动运转正常 (软启动正常分离要求的油温必须>36℃) 。

(3) 应将中间压力表、润滑油温、润滑油压等数值显示于原矿皮带操作盘上, 便于运行人员监视运行。

(4) 鉴于人工控制的不确定因素和操作人员的个体差异, 对于原矿皮带启停过程各操作时间段的把握不准, 势必造成启停工况不一致, 将原矿皮带的启停顺序改为自动控制, 改善原矿皮带工况。

四、结论

通过改变原矿皮带停机顺序, 实现渐减负荷停机。避免了全负荷停车造成对软启动以及电机的冲击, 延长软启动和电机的使用寿命。W13.12-12

摘要：钢绳芯胶带输送机性能特点、工作原理, 运行中液黏软启动装置振动异常, 分析故障产生原因, 提出通过调整运行方式来解决问题的办法。