电子软启动（共8篇）
电子软启动 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
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[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.
污水泵软启动故障的处理 篇2
[摘要]电机软启动器已经广泛地应用于各行各业的交流电机启动，在川西北气矿用电节能改造工程中，对江油市中坝天然气第4号井站的两台污水泵启动方式进行了改装，该井站两台污水泵改造前为自耦变压器启动，节能改造工程中更换为软启动器启动，但是在施工单位安装好配电盘柜后通电试验时，发现软启动器无法正常工作，通过分析查找原因，最终将故障排除，实现了软启动器的正常起停。文章就软启动器控制线路设计缺陷分析软启故障，供同行参考。
[关键词]电机软启动故障
0引言
软启动器是一种集电动机软启动、软停车和多种保护功能于一体的电动机综合控制装置。它主要的构成是串接于电源与被控电动机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路，通过芯片控制晶闸管的移相控制角，调节其输出电压，实际为晶闸管交流调压器。当电动机启动时，它的输出电压为输入电压的一部分，当晶闸管全导通时，输出电压和输入电压相等，软启动器自动切换到旁路运行，这样不会引起电流突变，软启动器能够限制峰值扭矩，避免引起水击；在停电动机过程中，可以使电动机速度平滑地下降到零，避免电动机突然停止，产生水锤现象。
1电机控制原理
川西北气矿用电节能改造工程中，江油市中坝天然气第4号井站的两台污水泵电动机控制原理如图1所示。QF为低压配电柜上面为电机供电的主开关，控制方式为手动控制；KMl为软启动器提供电源；KM2为旁路运行控制；KH为电机保护；SS为停止按钮；ST为启动按钮。
当QF送电以后，控制回路和软启动器控制回路得电，当按下启动按钮ST时，KMl线圈得电吸合，KMl的一对常开触点闭合，KAl得电，KAl的其中一对常开触点闭合将KMl自保持，同时另外一对常开触点给软启动器一个启动信号，软启动器启动。当电机的启动电流下降以后，软启动器自动切换到旁路运行，KM2得电吸合，旁路开始运行，电机进入正常运行。当需要停泵时，按下SS按钮，控制回路断电，KMl断电，软启动器和KM2均失电，KAl断电，控制软启动器运行的KAl常开触点断开，软停开始，电机停止转动。
2故障现象
当我们安装好低压配电柜并接好控制线路以后，开始试启动，按下启动按钮，电机开始正常启动，大约经过5s后，旁路继电器KM2动作，电动机旁路全压运行；但是在停泵的时候，当按下停止按钮时，电机停止，软启动故障指示灯立即点亮，第二次启动电机时，就无法启动。通过检查我们发现控制回路接线没有任何问题，当我们第一次启动电动机并停止后，第二次必须先按一下启动按钮，再按一下停止按钮，故障才消失，故障指示灯熄灭。在第二次按启动和停止时，电机无任何反应，当第三次按下启动按钮时，电机又可以正常启动，按下停止按钮时软启动器又重复报故障，即中间必须多进行一次启停的操作后才能恢复正常。
3原因分析
我们再次查找原因，按照图纸接线，没有差错；按照厂家的试验方法，软启动器也没有问题。假如软启动器出现故障，第一次电动机应该启动不了才对。我们再回到启动过程的分析，当按下启动按钮ST时，KMl线圈得电吸合，KMl其中一对常开触点闭合，KAl得电，KAl其中一对常开触点闭合将KMl保持，同时另外一对常开触点闭合，给软启动器一个启动信号，软启动器启动，当电机的启动电流下降以后，软启动器自动切换到旁路运行，KM2得电吸合，旁路开始运行，电机进入正常运行，启动过程没有问题。
停泵时，按下停止按钮SS，KMl失电，KAl触点断开，给软启动器一个停机信号，软启动器和KM2同时失电，好象也应该没有问题。
我们开始查阅软启动器资料和厂家说明书，发现软启动器不但有软启动的功能，还具有软停的功能。回到我们的控制线路，我们发现，当按下停止按钮时，KMl失电，KAl失电，控制启动停止的常开触点分断，给软启动器一个停机信号，软启动器开始软停过程，但是就在软停开始的同时，软启动器主电源失电，是否就是因为软停过程没有结束就失去主电源这个原因导致软启动器报告故障呢?
4试验过程
为了证实我们的分析，我们提出了试验和解决方案。先进行试验，原理是给软启动器一个停机信号，等待软停过程结束以后再停主回路电源。实现方法是将KAl和KMl的位置更换，用KAl来控制KMl，将KAl控制KMl线圈的常开触点引出，启动后，触点闭合，将触点的两头用短接线短接。当按下停止按钮时，KA 1控制KMl的常开触点断开，但是短接线依然为KMl供电，主回路未停，KAl的另外一对控制启停的常开触点给软启动器一个停机信号，软启动器得到停机信号后开始软停。当电机停止以后，我们再断开短接线，KMl失去控制电源而释放，主电源断开。
通过分析研究，我们觉得此法可行，通过实际验证，按下开机按钮，电机正常启动，我们把控制KMl的KAl触点用短接线短接，然后按下停机按钮，软启动器开始停机，23s过后，停机过程完成，我们打开短接线，主回路断开，软启动器未报故障，试验成功。
但是如何实现自动控制呢?经过分析，我们发现可以在KMl的控制回路增加一个时间控制器，将KMl延时断电，等待软启动器停机后再切断主电源。经过探讨，我们设计了如图2的控制线路。
如图2所示，我们将KAl和KMl更换位置，在中间继电器KAl和热继电器KH两端并联一个时间继电器，用时间继电器的常开触点来控制KMl，此触点的功能为通电闭合延时断开，延时的长短可调节。
控制原理为：
当按下启动按钮时，中间继电器KAl得电闭合，其中一常开触点闭合并自保持，同时时间继电器得电闭合，时间继电器KT触点将KMl控制回路接通，主回路通电，KAl的另外一对常开触点同时给软启动器一个启动信号，软启动器开始控制电动机软启动。当按下停机按钮时，KAl失电，触点断开，给软启动器一个停机信号，但是时间继电器要延时动作，所以时间继电器KT控制KMl的触点未断开，KMl依然保持闭合，主回路保持通电。当软停过程结束以后，时间继电器计时结束，时间继电器动作，KMl失电，软启动器主电源失电，停机过程结束。
在实际验证中，整个启动和停止达到符合我们设计的要求，我们将时间继电器的动作时间整定为20s。启动时，按下启动按钮ST，电机开始启动，大约5s后我们听见“喀嚓”声音，KM2动作，电机切换到旁路运行，启动过程结束；按下停止按钮时，电机转速开始下降，11s时电机完全停止，21s时，我们又听见“喀嚓”声音，KMl断开，停机过程结束。
5结束语
电子软启动 篇3
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
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异步电机重载软启动技术探析 篇4
随着科学技术的不断发展,工业领域应用到了越来越多的新技术、新设备。虽然电机软启动可通过输出电压调节来降低启动电流带来的冲击,但是启动电压减小会降低启动的转矩,导致电机带重载启动失败,因此对异步电机的重载软启动进行研究具有重要的意义。本文在研究软启动原理的基础上,对重载软启动的控制技术进行分析,希望对今后的应用有所帮助。
1 软启动的基本原理
实际上,软启动就是一个调压器,输出电压在电机启动时会改变。目前,电子式、自动液体电阻式和磁控式等是常见的软启动器,其中晶闸管最多。对于晶闸管的软启动器,其主回路由三对反并联晶闸管组成,具体组成如图1所示。在启动电机的过程中,晶闸管的触发角由控制电路进行调节,这样可让定子绕组端电压从一个初值逐步攀升到全电压。在较小的启动电流条件下,电机能平稳上升到额定转速。由于输入至电机定子绕组上的电压受控于三相交流电压电路的触发脉冲角,因此通过改变触发角的变化规律,就可改变电机的启动方式,使电机具有不同启动特性以适应不同的工况要求。
由于异步电机包含了星/三角转换启动、自祸减压启动、电抗器启动等传统的减压启动方式,虽然这些方式具有减压启动的作用,但也存在明显的缺点,也就是在启动中会有二次冲击电流的存在。而电子软启动与传统减压启动的不同之处在于:第一,无冲击电流。软启动器启动电机时,晶闸管的导通角会逐渐增大,使得电机启动电流从零线性一直上升到设定值。第二,恒流启动。软启动器能引入电流闭环控制,从而可在启动过程中让电机保持恒流,确保电机本身的平稳启动。第三,按照电网的继电保护特性和负载情况,启动电流能从无级调整到最佳。
2 重载软启动的控制技术
2.1 选取最低离散频率
理论上,电网提供50Hz工频电压就能实现50以下的任意整数分频,这样的离散频率就很低。但是在实际控制中,要获取单纯的离散频率就需要对三相工频电压的每个半波、每项进行控制,如果离散频率过低,那么获得该频率下的一个完整周期就需要较长的时间,而这会增加控制程序的复杂性,延长启动时间。在实际应用中最理想的是:启动时就具有足够大的转矩和较小的电流,从而实现重载或满载的启动,此时只要考虑满足效果的频率而不需使获得的频率更低。
要达到足够大的启动转矩而保持较小的启动电流,就必须在启动电压较小的状态下,让电机获得足够大的启动转矩。启动电压较小,所获取的启动电流才较小,此时的低频率就能满足大启动转矩的要求。为了满足最低离散频率要求,可通过仿真与试验来观察现有电机铭牌、测试电机相关的参数,使仿真与试验的电机参数一致,以利于结果的比较。系统仿真如图2所示,主要包含控制部分、三相感应电机、三相晶闸管主电路、模拟恒转矩负载等。
2.2 切换离散频率
在进行离散频率切换时,应注意离散变频启动时,其曲线的正弦连续性必须得以保证,也要考虑离散频率基波的正负半周交替变换;切换前后的离散频率转矩平稳过渡要得以保证,以减少转矩振荡。基于此,离散频率的切换以整周期或半周期最佳。也就是除最低频率选择外,下一切换频率的初始工频周期给定电压可适当提高,以避免在调制正弦时出现初始转矩跌落的问题,或在切换前改变离散频率结束时间,确保转矩过渡平稳。图3是从16分频到13分频不同切换策略的电流、转速和转矩波形,此时电机负载(19N·m)超出了额定值。图3(a)、(c)、(e)为16分频整个周期后切换到13分频的电流、转速以及转矩波形。
由图3可知,切换时刻为0.32s,存在较大的转速跌落;从转矩曲线来看,导致转速跌落的主要原因是在切换时刻转矩减小而转矩的脉冲间距增加。如果各频率的触发角不变,只将16分频的结束时刻改变,将其提前2个工频周期,那么在0.28s进行切换的曲线为图3(b)、(d)、(f)。由此可知,切换到13分频时转矩没有减小,转速相对平稳。
启动离散频率应结合软启动,这样才能保证电机达到额定的转速,离散频率的单纯启动可带额定甚至超额定的负载。但是当上升转速达到离散变频对应的最终转速后,若负载保持不变,那么切换到软启动或全压启动时,电机无法满足额定转速的要求。由此可知,在2分频和3分频下都无法产生足够的转矩,所以最终的实用频率只能为4分频。
3 结束语
综上所述,因为软启动的特殊启动方式,是其它降压启动无法比拟的,所以其应用必定会越来越广泛。
参考文献
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煤矿机械设备的软启动技术 篇5
1 煤矿机械设备软启动技术的现状和发展趋势
煤矿企业的软起动器属于集电机类软起动, 它集软停车、轻质节能及多项保护措施于一身, 是最新式的电机控制设备, 在国外被称之为Soft Starter。软启动器主要构成为串接在电源及被控制电机间的三相式反并联闸管调节压力交流器。通过改变晶闸管中的触发角, 完全可以调节控制晶闸管调压电路流出电压。在全部起动时限内, 软起动器电压流出可以视作是平滑升压过程, 而且同时具备限流能力, 直至晶闸管实现全面导通, 使电机能在额定电压状态下运行。使用个性差异工作方法, 使被控电机的输入电压按不同的要求而变化, 就可实现不同功能的启动方式。由于电动机启动时电压和电流都可以从零连续调节, 对电网无电压浪涌冲击, 电压波动小, 而电动机的转矩亦连续变化, 对电动机及机械设备的机械冲击也几乎为零。
伴随电子器件及生产技术的进展, 煤矿软启动发展到了一个全新时代, 产品的产化率提高, 产品的质量得到很大提高, 逐步进入全面应用的阶段。在煤矿企业中使用软启动装置, 可以很好的节约电能, 延长电动机和附属电器设备的应用时限寿命, 也可以极大地减少变压器同空气开关设施选型上的需求, 为前期投资节约创造合理化空间。同国外软启动设备加以比较, 可以发现, 我国的软启动装置还有以下几个特点:传动效率高, 发热量小;工件可靠, 使用寿命比较长, 维修成本低, 但是应用性还不是很广。
2 煤矿机械设备软启动技术
2.1 液力耦合软启动工艺
液力耦合器会因为流入及流出转速之间的不同比值, 而让液力耦合器难以实现同步运行。出现这类情况最有可能造成的后果是能量大量损耗, 如果经常运用此种办法则不可避免地会产生巨大资源浪费。因此, 在较小空间内最好使其转速比值保持一致。液力耦合器虽然表现出了一定程度的缺陷, 但这种机器的使用寿命比较长, 能较好的满足煤炭生产的实用性需求, 因此在煤炭生产机械设备里有着较广泛的应用范围。
2.2 液压系统的软启动技术
液压传动技术主要有用于运输机的允许有滑差的油膜线性离合器软启动以及用于绞车的低速大扭矩马达软启动等。液压系统工艺所起的作用是用变更压强的办法提升作用力。完整状态下的液压体系可以由五大部分构成, 它们分别是:动力元件、控制元件、执行元件、辅助元件及液压油。液压系统的维护比较复杂, 故液压传动系统的软启动技术被其他的更易于操作的软启动技术所代替。这样可以实现现场维护, 大大缩短了维护的时间。
3 实施软启动技术时对软启动装置的选取
在一系列的工程改造与工程设计的过程当中, 要逐步提升工艺的自动化作业水平, 从而有效降低对成本的投入, 增加煤矿企业的经济利润。对软启动装置的选取可以使用目前国际上技术领先的启动设备, 即“电子软启动装置”。在使用这一装置的过程中要考虑下列几方面的问题:首先, 要选择产品质量好、性能佳的生产商。我国制造电子软启动装置的厂商有很多, 销售的产品可谓是五花八门, 很多装置都只能在地面进行使用, 比如低电压的软启动装置。当前, 市场上流通的主要都是具有很强影响力的进口产品, 比如罗克韦尔的“A—B”与“ABB”软起动装置、施耐德的“TE”软起动装置以及西门子系列产品等。其次, 要根据荷载能力水平的不同, 选择对应类型的软启动装置。假如荷载利用的是离心泵, 就需要发挥泵的控制作用, 减少装置开启或停止的过程中, 由于液流冲击力所导致的“水锤现象”产生。这要求选择具有泵调控效果的软启动装置。假如荷载利用的是通风机, 就可以根据软启动技术的功能, 减轻不必要的机械磨损与腐蚀。这要求选择具有制动转矩功能的软启动装置, 像带有自动制动功能的智能软启动装置。假如荷载利用的是搅拌机, 就可以有效启动双斜坡预设装置, 保证其低速平稳运工作, 可选用带预制慢速功能的软启动装置。假如荷载利用的是输送设备, 就可以选用带预制低速功能的软启动装置。此外, 煤矿企业如果具备计算机联网的条件, 可以选择带有通信插口的软启动装置, 使得软启动装置实现远程操控和监管, 同时还要认识到这种荷载方式究竟是重载荷载还是标准荷载。以上选择的方式要注意产品的性能可以满足煤矿作业防爆工作的具体要求。再次, 要选则规格适合的软起动装置。比如可以依据电动机的电流、功率以及荷载性质, 选择有针对性的软启动装置。一般来讲, 软启动装置的容量应大于电动机运转时的电流, 也要适当地注意散热等方面的因素。值得一提的是, 软启动装置的冷却方式分为天然风冷却与人工风冷却两大方式。人工风冷却是指利用机械, 比如冷却风机进行装置的内外冷却工作, 有的风机是采用发电的形式不间断运转, 而有的则依靠温度控制器进行运转。同时, 在机柜内安设软启动装置时, 要留有充足的散热空间, 保证热量可以及时散发, 以免对装置造成不利的影响。
4 结论
总而言之, 通过对软启动技术的发展和应用的分析综合可以看出:各种软启动技术有其各自的特点, 很多软启动技术比行管理与控制;在该系统中, 涉及到综合信息管理级的服务器及, 可采集并处理数据, 加强上游工艺与下游工艺之间的沟通, 据此合理安排生产计划, 实现智能工厂生产。
总之, 钢铁企业作为现代工业化产业链的重要环节, 必须意识到科学技术在发展中的重要性, 优化连铸机电气自动化控制系统, 对优化产业结构、推动经济发展具有重要意义。
(上接第146页)
较落后, 遭到被淘汰的命运。相比较来说, 煤矿机械设备中的软启动技术, 最近一段时间发展速度特别快。所以应当根据机械及电子技术本身所具有的优势, 让煤矿软启动技术装置朝着电子方向前行。相信经过多方面的努力, 我国煤矿机械设备的软启动技术的发展一定会更加科学与完善。
参考文献
[1]时召.电磁滑差控制技术在采煤机中的应用研究[J].煤矿机械, 2003 (12) .
[2]张旭阳.胡素丽.软启动液压系统的设计与分析[J].煤矿机械, 2003 (8) .
[3]张龙, 陆宁.简析煤矿机械设备软启动技术[J].科技创新与应用, 2012 (1) .
[4]陈卫峰.大型矿用带式输送机软启动方式的合理选用方
摘要：当前我国煤炭企业行业迅猛发展, 基本上实现了电气化的生产。对于机电设备采用软启动技术, 从而实现对机电设备的保护。本文主要是探讨煤矿机械设备的软启动技术, 针对当前煤炭机械技术的现状进行分析, 从而更好保护机械设备, 提高煤炭企业的效益。
关键词：煤炭机械设备,软启动技术,分析
参考文献
[1]时召.电磁滑差控制技术在采煤机中的应用研究[J].煤矿机械, 2003 (12) .
[2]张旭阳.胡素丽.软启动液压系统的设计与分析[J].煤矿机械, 2003 (8) .
[3]张龙, 陆宁.简析煤矿机械设备软启动技术[J].科技创新与应用, 2012 (1) .
电动机软启动技术及其具体应用 篇6
关键词：电动机,软启动,选择,应用
近年来, 随着我国用电量的增长, 电网稳定性的要求越来越高。因此, 在异步电动机的控制, 尤其是启动方面也提出了相应要求。传统电动机启动控制已经无法适应生产的发展需要, 因此电动机软启动技术开始大力发展并应用。
一、传统启动方式与软启动方式
1.1传统启动方式概述
由于交流异步电动机具有体积小、结构简单、运行可靠、经济性强、方便维修、运行率高、工作特性好等优点, 因此在电力拖动平台中应用广泛。在电动机的运转过程中, 大多场合都推荐直接启动方式, 这是由于直接启动方式的启动转矩最大, 只需要电网容量许可。但是在这种直接启动方式下, 启动电流会达到电动机额定电流的约4-7倍, 较大的启动电流会带来线路降压, 造成电网的波动性过大, 对电网中并联的其他设备产生影响。另外, 在直接启动时电动机轴会瞬间产生过大转矩, 造成破坏键槽、扭曲电机轴、损坏设备等问题, 同时对机械传动系统产生较大冲击。在电动机直接启动时, 定子绕组中产生较大的电流, 也会造成电动机绕组绝缘过热而促进老化, 在电动机能耗制动时, 在转子电阻上产生大量消耗, 对电机绝缘十分不利。再加上直接启动属于全压启动, 启动的电流大、电压降也很大, 因此受到我国供电设备与电网实际条件的限制, 直接启动方式仅适用于容量小的系统中。
1.2软启动方式的优势
与传统的启动方式相比, 电子式软启动具有诸多优点, 主要体现在以下几点:
1.2.1延长设备使用寿命
电动机的无阶跃式平滑启动或制动可延长机械设备的使用寿命, 避免传动元件产生的冲击。例如软启动器在水泵控制系统中的应用, 可减少水阻现象。这样可减少检修设备的时间, 延长使用寿命。
1.2.2提高加速与减速特性
选择电压斜坡或者电流限幅启动方式, 可实现负荷特性曲线的优化配置。对于静摩擦阻力比较大的负荷量来说, 可采用脉冲突跳式启动。电动机的制动方式方面, 可以选择直接切断电源或者软制动斜坡形式, 同时向电动机定子中注入直流的节能型制动形式也具有可行性。通过多种制动方式联合, 可实现最佳减速的特性。
1.2.3保证运行可靠性
由于软启动控制系统中的数字化信号处理是在高性能单片机基础上完成的, 因此提高了启动的可靠性。并避免传统启动形势下过多调整模拟线路的情况, 进而获得更好的准确度并提高处理效率。
1.2.4实现功能全面保护
软启动技术既具备过载保护功能, 还可对操作故障状态提供保护, 例如对电动机堵转、输入/输出缺相、晶闸管短路等故障的保护。
1.2.5极大降低噪音污染
由于控制单元和供电进线联系紧密, 因此在线路电网的干扰噪音时刻存在, 但是由于软启动控制单元中, 对控制信号采取光电隔离处理, 并设置了不同级别的抗噪, 因此可有效降低各种噪音干扰, 对控制系统的影响降到最低。
二、电动机软启动器的选择
通过前文对传统启动方式与软启动方式的对比, 不难看出在工程设计与改造过程中, 若想提高工艺自动化水平, 降低企业成本、提高效益, 必须选择先进的电动机启动设备——电子软启动器。在选择电子软启动器时应根据其性能, 针对实际情况。目前软启动器主要有以下五种启动方式:
2.1限流启动
限流启动也就是对限制电动机的启动电流, 主要利用轻载启动的负载来降低启动降压, 但是这种方法在启动时很难事先知道启动降压, 无法充分利用降压空间, 造成启动力矩的损失, 对电动机应用十分不利。
2.2转矩控制启动
这种方式主要应用于重载启动中, 将电动机的启动转矩由小向大呈线性趋势上升, 这种方法的优点为柔性好、启动平稳, 可更好保护拖动系统, 并延长拖动系统的使用寿命, 同时降低电机启动瞬间对电网产生的冲击。转矩控制启动是最佳重载启动选择方式, 但是其缺点为启动时间过长。
2.3斜坡电压启动
这种方法是电压由小至大呈斜坡线性上升趋势, 将传统的降压启动形式由有级转化成无极, 多应用于重载启动中。这种方式的缺点为初始转矩小, 由于转矩的特性抛物线以线性上升趋势, 对拖动系统不利, 过长的启动时间也对电机带来损耗。
2.4转矩加突跳起动
它与转矩控制启动方式相似, 也应用于重载启动中, 但是这种方式在启动瞬间采取突跳转矩方式克服了电机静转矩, 再保证转矩的平滑上升, 有效减少了启动时间。但是在突跳时会向电网发送尖脉冲, 对其他负荷有所干扰。
2.5电压控制启动
电压控制启动应用于轻载起动中, 在确保降低启动压的同时, 发挥电动机的最大启动转矩, 并缩短启动时间, 是轻载软启动的最佳选择形式。
三、电动机软启动技术的具体应用
(1) 构成断路器、旁路接触器、控制电机以及软启动器组成的电动机控制中心, 这是当前我国软启动技术应用最多的电动起软启动方式。在启动与停车时, 晶闸管工作, 开始软启动。当启动结束后, 接触器的触点闭合, 晶闸管实现短接, 此时电机通入全电压, 开始正常运转。这种应用方式的优点在于:设备运行期间电动机和电网直接相连, 旁路接触器可当作备用手段, 在紧急情况下或者晶闸管发生故障时, 可使电动机直接启动, 提高运行可靠性。
(2) 软启动器和PC结合的复合功能。将一台PC程控器和两台或两台以上的软启动器结合, 完成多套备用方案。与PC的结合应用, 可实现软启动、软停车、有用有备, 并和中央控制室共同构成遥控监视系统。例如在我国很多排水系统中, 由于平时的排水量需求不大, 只需要少量的排水泵工作即可;其他时间则应根据水位要求, 逐步投入水泵使用台数, 直到所有水泵投入使用。
(3) 煤矿电气控制中的应用。一般电子式软启动器没有短路保护功能, 通过过载保护实现对短路保护功能。由于可控硅具备有限大的浪涌电流, 且过流反应能力处于微秒级。在实际应用过程中, 故障点的电流尚未形成短路电流时, 可关闭主功率单元。软启动器与电动机的接线应提高注意, 大多产品是3根出线, 但也有一些产品采用6根出线形式。可将软启动器安装在具备功率因素补偿器系统中, 但是电容器必须处于软启动器电源的进线一侧, 防止电容器放电造成的启动器晶闸管损坏, 还应在电源与电容之间连接电感线圈。一般煤矿使用的软启动器是不允许长期在额定负载情况下运行, 应以旁路接触器的形式, 启动完毕后实现短接。在煤矿实际应用过程中, 工艺条件允许的情况下, 可选择多台电动机使用一台软启动器的形式, 有效节约投资成本, 软启动器则以其中最大电动机的容量进行选择。H
参考文献
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电子软启动 篇7
三相交流异步电动机因其结构简单、价格低廉、运行可靠、维护方便、体积小、重量轻等优势,在生产和生活中得到了广泛应用,成为传动工程中最常用的动力源。异步电机直接启动时将产生较大的启动电流,该电流通常达到电机额定电流的5～8倍,甚至更高。如此大的启动电流一方面会造成严重的电网冲击,降低电网电能质量并影响其他设备的正常运行;另一方面,过大的转矩冲击又将造成机械应力冲击,影响电动机本身及其拖动设备的使用寿命。为了降低启动电流,改善启动性能,保护其他用电设备正常工作,一般需要采用辅助启动装置来控制其启动过程。传统的启动方式有定子串电阻启动、定子串电抗器启动、星三角启动、自耦变压器启动等。这些传统的辅助启动装置,要么启动电流和机械冲击仍过大,要么笨重庞大,因此不便于实际应用与推广[1]。
随着电力电子技术和现代控制技术的发展,一些新的启动装置相继出现,例如集软启动、软停车和轻载节能等功能于一体的软启动器[2],晶闸管电动机软启动器,它不仅有效地解决了电动机启动过程中电流冲击和转矩冲击的问题,还可以根据应用条件的不同设置其工作状态,最终改善电机的启动性能。
目前市场销售的软启动器多以改善电机启动性能为主,未考虑自身工作过程中的谐波问题。软启动器在改善电动机启动性能的同时,由于其本身固有的非线性负载特性,工作过程中的开关动作向电网中注入大量的谐波分量,导致交流电网中电压和电流波形的严重失真[3],进而影响周边电气设备的正常运行,造成谐波污染并加大电能损耗[4]。
有源电力滤波器可以有效抑制电力系统的谐波成分[5]。本文将常规软启动技术与电力有源滤波技术相结合,设计同时具有软启动和功率因数改善功能的多功能软启动器,在改善启动性能的同时保证电网电能质量的改善。
2 构成原理
本文中的多功能启动器主要分为两部分:软启动部分和有源滤波部分, 如图1所示。软启动部分控制电动机的启动过程,改善电动机的启动性能;有源滤波部分检测负载电流,实时准确地补偿谐波和无功,改善电动机的功率因数,保证电网电能质量。两部分相结合构成的多功能启动装置,进一步改善电动机启动性能,消除谐波污染。
软启动的实质是一种降压启动,它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管组成的交流调压电路及其电子控制电路,晶闸管控制方式采用相位控制。电机启动时,晶闸管输出电压逐渐增加,电动机逐渐加速,直到晶闸管全导通,电动机工作在额定状态,从而实现电动机的平滑启动,降低启动电流。待电机达到额定转速时,启动过程结束,此时,旁路接触器自动取代已完成任务的晶闸管,为电动机正常运转提供额定电压,以便降低晶闸管的热损耗,延长其使用寿命,提高工作效率,也使电网避免了长期谐波污染。
在软启动过程中,晶闸管的开关动作会向电网中注入大量谐波。为消除主要谐波成分,在电源与软启动装置间引入有源滤波环节。在有源滤波部分,储能元件电容的作用是充当直流电源,为可控开关电路进行逆变提供保证。并联有源滤波的基本原理是,当需要补偿负载所产生的谐波电流时,检测电路检测出补偿对象负载电流iL中的谐波成分iLh,将其反极性后作为补偿电流的指令信号,这样由补偿电流发生电路产生的补偿电流iF与负载电流中的谐波分量iLh大小相等、方向相反,该补偿电流与电网的谐波及无功电流抵消,于是电网电流等于负载的基波电流,使电源电流成为正弦波。
3 建模与仿真分析
3.1 仿真模型的建立
软启动电路由三相晶闸管调压电路和软启动控制器(给定积分器)、触发器等组成。为了满足晶闸管控制角的移相范围,避免因为控制角太大而使电动机无法启动,或者控制角小于电动机功率因数角而失去调压作用,在控制环节中设置了函数匹配环节。启动时通过控制器使晶闸管控制角从大到小变化,而电动机电压从小到大逐渐上升,最终实现电动机的启动过程,控制启动电流。
由有源电力滤波器的基本工作原理可知,及时准确的谐波检测是补偿谐波和无功电流的重要前提。在本次仿真中,采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq算法进行谐波检测,此方法的优点是电路比较简单、延迟少、具有很好的实时性[6]。原理框图如图2所示。三相电流经C32变换和低通滤波器(LPF)后,得到有功电流ip和无功电流iq及其直流分量
3.2 仿真分析
在Matlab/Simulink仿真环境下搭建好多功能软启动器的仿真模型后,对电动机组合滤波软启动过程进行计算机仿真。选用电动机参数如下:P=2.1 kW,Rs=0.435 Ω,Rr=0.816 Ω,Lm=0.069 H,J=0.089 kg·m2,基频为50 Hz,极对数为2。对交流电动机全电压直接启动、软启动及组合软启动过程分别进行仿真,运行结果分别示于图3～图5。
由于软启动装置具有非线性负载的性质,工作过程中的开关动作向电网中注入大量的谐波和高次谐波分量,导致了交流电网中电压和电流波形的严重失真,影响周边电气设备的正常运行,同时也会对电动机产生较大影响。高次谐波的存在使电动机的损耗增大、转子发热、功率因数降低,谐波电流还产生脉动转矩,影响电动机正常运行。实时准确的谐波检测是进行谐波补偿的前提[7,8],经过谐波检测模块分离出的三相谐波电流和三相基波电流如图6所示。通过模型分析仪对a相负载电流和补偿后的电源侧电流进行谐波分析,结果如图7所示。
通过对以上仿真结果的对比可以发现,采用组合滤波功能的软启动器进行启动,与全电压启动或者单独软启动相比具有明显的优势。电动机的启动电流明显减小,全电压启动时启动电流峰值可以达到170 A,而软启动方式限制启动电流峰值在30 A左右。全电压启动的启动时间较短,软启动达到额定转速的时间较长,但是启动过程更平稳,组合滤波功能的软启动器使电动机的启动性能得到了明显的改善。对a相负载电流和补偿后的电源侧电流进行的谐波分析显示,电流中的谐波成分得到明显的抑制,5次和7次谐波最为明显。多功能软启动器在改善电动机启动性能且提高系统功率因数的同时,又保证了电网电能质量的改善。
4 结论
综合了电力有源滤波技术和软启动技术的多功能软启动器,在降低启动电流、改善电动机启动性能的同时,又减小了网侧谐波成分,改善了电网电能质量。将该项技术应用到实际工业过程中,能够解决由于启动设备和滤波设备分散所造成的成本过高问题。
参考文献
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皮带机软启动装置PLC控制方法 篇8
在我国煤矿安全规程中, 明确规定采用滚筒驱动带式输送机运输时, 带式输送机应加设软启动装置, 且对带式输送机起动加速度进行明确规定为0.1~0.3m/s2, 因此对带式输送机软起动、软制动过程的控制研究成为保证带式输送机安全可靠运行的重要方面。
目前, 在煤矿带式输送机的软启动装置主要机电液软启动和电气软启动, 其中电气软启动主要有电气软启动器 (可控晶闸管) 及变频器 (IGBT) 等, 但考虑控制性能、启动力矩、价格等因素, 在带式输送机中使用并不广泛。而机电液软启动在煤矿带式输送机中却大量应用, 目前, 机电液软启动主要有以下几种:调速型液力偶合器、液体粘性软起动装置、下运盘式制动器等。
1 调速型液力偶合器
调速型液力偶合器是通过电动执行器的动作来改变偶合器的导管开度K, 进而改变工作腔内工作油的充满度, 从而实现带式输送机的调速, 改变输出功率的大小, 但需要增加行程开关对导管的上、下极限行程进行限制。
如果带式输送机为多机驱动方式, 再把各电动机电流信号通过电流变送器采集到PLC, 通过电流比较来判断各驱动电动机输出功率的大小, 通过增大输出功率较小的偶合器导管开度, 就可实现调速的自动控制及各电动机输出功率的基本平衡。其PLC控制流程如图1所示。
注意: (1) 调速型液力偶合器的电动执行器不能对导管进行精确定位, 因此, 其调速精度不高。 (2) 启动过程中始终存在一个不稳定的过渡区, 在控制上要避免偶合器长时间的滞留该区域。 (3) 需要考虑偶合器工作时散热问题对整部带式输送机的影响及控制。
2 液体粘性软起动装置
液体粘性软起动装置是利用动静摩擦片间油膜剪切力来传递力矩的一种装置, 当主动轴带动主动摩擦片旋转时, 通过摩擦片间的粘性流体形成油膜带动从动摩擦片的旋转, 当改变控制油压时就可以调节主、从动摩擦片的油膜厚度, 从而改变从动摩擦片输出的转速和扭矩的大小, 实现带式输送机各项驱动要求和可控软起动功能, 满足电动机空载起动和基本实现带式输送机的无级调速功能。
由此, 对液体粘性软起动装置控制油压的控制通过电液比例阀来进行, 由于电液比例阀本身所具有的固有特性并不完全一致, 因此特性曲线也不一致, 需要我们考虑控制程序时注意。一般使用的电液比例阀为DC电源, 行程为0~3mm。电液比例阀电流与油压的关系如图2所示。
在PLC配置上, 除通常配置的开关量输入、输出及A/D模块外, 还需要增加D/A转换模块, 通过程序控制来确定电液比例阀的比例行程即可调节控制油压的大小。其程序流程图如图3所示。
注意: (1) PLC模拟量输出模块D/A的输出量为标准信号输出, 0~1 0 V或0~20m A, 这满足不了对电液比例阀线圈的驱动要求 (电流为0~800m A) , 故需要对PLC控制信号进行放大, 即需要增加比例放大板。
(2) 对于多电动机的功率平衡, 在PLC基本完成功率平衡调节后还需要人工干预。为此, 在程序中加入如图4所示的控制指令。
3 下运盘式制动器
下运盘式制动器是为解决煤矿下运带式输送机的安全制动而设置。下运带式输送机工作时, 电动机通常工作于发电制动状态, 当负载力矩超过电动机最大发电制动力矩时, 电机转速上升, 制动力矩下降, 以至发生“飞车”事故, 因此电机转速是个重要的物理参量, 对这个信号的检测和判断将直接影响下运带式输送机能否正常工作。当电动机存在严重的潜在超速危险, 在减少加载后转速将下降, 此时的电机转速称为超速Ⅰ;当停止加载无法解决超速问题时, 应自动停车, 此时对应的电机转速称为超速Ⅱ。对电机转速的测量需要使用转速传感器, 对转速信号的处理要使用f/i转换模块;图5为电机转速检测示意图。
盘式制动器的制动力由闸瓦与制动盘摩擦产生, 调节闸瓦对制动盘的正压力N即可改变制动力。正压力N的大小与控制油压P的关系为负比例关系, 而油压的控制也是通过电液比例阀进行。当需要制动时, 电液控制系统将按预定的程序自动减小油压即减小比例阀的控制电流即可达到制动要求。
在PLC配置上, 除通常的数字量输入扩展模块和数字量输出扩展模块外, 还要增加A/D模块和D/A模块, 其控制程序流程如图6所示。
注意: (1) 超速Ⅱ、超速Ⅰ所对应具体转速值, 应根据具体电机特性而定。 (2) 在关注电机超速的同时, 也要注意胶带与驱动滚筒之间打滑的保护和控制。 (3) D/A模块的输出信号需要放大后才能满足对电液比例阀线圈的驱动要求。
4 结语
通过以上的分析可得出如下的有益结论。
(1) PLC控制程序编制之前, 一定要考虑好安全策略, 对所控制设备的性能、特点要做到心中有数, 正所谓“知己知彼”;除此之外, 带式输送机还有很多种保护装置, 这些保护装置也是我们写程序时需要考虑的。
(2) 带式输送机软启动装置其本身就是一套很复杂的控制装置, 具体到不同的软启动装置, 其PLC控制也是大不相同, 但经过具体分析, 我们是一定能够写出满足现场使用要求的程序。
(3) 不论是调速型液力偶合器还是液体粘性软起动装置, 在长时低速运行的情况下, 其会产生巨大的热量, 引起压力油的快速氧化变质。因此, 在写程序时其启动过程的时间控制也要考虑。
参考文献
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