循环软启动

2024-09-15

循环软启动(精选7篇)

循环软启动 篇1

近年来, 新建设的城市供热机组多采用额定容量为300 MW的抽气式汽轮机组, 300 MW的抽气式汽轮机组的主给水泵系统通常为3台50%额定容量的电动给水泵或2台30%额定容量的气动给水泵+1台50%容量的电动给水泵。在我国已经投入运行的热电厂中, 采用的给水系统调节方式和给水泵电机调速方式不尽相同。作为热电厂重要的辅助设备和耗能设备, 必须保证给水泵运行的稳定性和经济性, 以淘汰高耗能设备, 并引入新技术、低能耗节能型设备。在新建热电厂和旧热电厂改造过程中, 应大力推广循环软启动变频调速方案, 采取300 MW汽轮机组给水泵调节替代小汽轮机调节和液力偶合器调节。

1 主给水系统的调节方式

锅炉主给水系统的主要功能是为锅炉汽包输送压力、温度和水质合格的水, 并维持锅炉汽包水位处于规定范围内。主给水系统担负着保障锅炉供水质量和维护锅炉安全运行的任务, 是重要的热工系统之一。通常情况下, 主给水系统的电动给水泵分为定速给水泵和变频调速给水泵两种。

1.1 定速给水泵调节系统

定速给水泵调节系统是在保持给水泵特性曲线固定的情况下, 通过改变主给水调节阀门开度来控制主给水管道阻力特性曲线, 从而改变主给水泵的工作点。处于定速运行的给水泵电机运行过程中的能耗损失大, 应淘汰该技术。

1.2 变速给水泵调节系统

变速给水泵调节系统可在主给水调节阀门全开、管道阻力特性曲线固定的条件下, 通过改变电动机供电频率调节电动机转速, 从而调节供水流量。变速调节系统可按照原动机不同分为气动和电动两种。其中, 气动给水泵的原动机为小汽轮机, 小汽轮机控制系统可接收到供水系统输出的供水流量、压力和水位等信号, 并作用于小汽轮机的进气阀门, 根据系统的供水需求调节小汽轮机阀门开度, 进而控制进气量, 最终实现对给水泵转速的调节。

电动给水泵可根据速度调节单元的不同分为液力耦合器调速和变频调速两种。其中, 液力耦合器的能量传输介质为油, 驱动泵轮与涡轮之间通过油进行转速传递, 液力耦合器主要通过改变机构充油量来调节涡轮转速;相比其他技术, 变频调速更加先进, 其原理是改变电动机供电电源的电压值和频率值, 从而调节异步电动机的转速, 变频调速系统在接收到给水系统的调节信号后, 可通过调整电源电压和频率值来满足系统对电动机转速的要求。

2 300 MW汽轮机组给水泵的变频调速方案

液力偶合器调速与变频调速的最大区别在于系统结构, 使用液力偶合器调速必须采用单台液力偶合器调节单台给水泵;当使用变频器调速时, 使用1台变频器便可实现对2台100%额定容量的给水泵或3台50%额定容量的给水泵的变频调速和软启动功能, 且系统结构更加简化。

2.1 一拖三循环软启动变频调速方案

300 MW汽轮机组通常需要配置3台50%额定容量的电动给水泵, 并采用两用一备的设备运行方式。3台电动给水泵的软启动和变频调速均通过1台变频器实现, 即一拖三循环软启动变频调速系统。采用一拖三的方式, 仅使用1台变频器即可控制3台电动给水泵, 提高了变频器的利用效率, 同时, 实现了给水泵电机的软启动和变频调速。采用一拖三的方式运行时, 当锅炉机组滑启或机组负荷降至额定负荷的50%以下时, 只需要投入1台给水泵并采用变频调速的方式运行;当锅炉机组负荷达到额定负荷的50%以上时, 需要投入2台给水泵, 其中一台为工频运行方式, 且所带的固定流量由锅炉机组的汽包压力、汽包水位到给水泵水柱高度和管道阻力共同决定, 另外一台选择变频运行方式, 主要负责调解给水流量, 从而控制锅炉水位。

2.2 工频、变频的同步切换

实现1台变频器控制3台供水泵软启动和变频调速的关键技术是工频、变频的同步切换。只有在同步切换的前提下, 才能确保锅炉机组运行过程中供水的连续性。处于变频调速工作状态的供水泵在向工频运行状态切换的过程中不能出现瞬间失电, 在实现切换的过程中不能先断开变频开关, 再合上工频开关。运行中的1#给水泵和1#给水泵工频电源可并列运行, 在完成工频电源合闸后再进行变频电源分闸。在此过程中, 给水泵实现了从变频运行状态到工频运行状态的不停电切换。此外, 实现同步切换必须使用PLC控制器和同步切换系统。其中, 同步切换系统的主要功能是实现运行中的变频调速系统与工频电源系统的自动准同期操作, 并使两个系统的电压幅值相等、相序相同、频率差不超过0.5 Hz。同步切换软件检测到两个系统的相位差小于额定值后会发出控制指令, 控制对应节点闭合, 从而进行合闸操作, 并检测采集到的运行状态。当判断工频电源合闸成功后切除变频电源, 最终实现两个电源的平稳切换。

2.3 一定一并并列运行原理

通过1台定频运行给水泵与1台变频调速运行给水泵的并列运行保持给水扬程是可行的。300 MW汽轮机组给水泵的调节主要是在保持汽包压力一定, 同时, 保持在主给水调节门全开的条件下对给水泵进行速度调节, 从而控制给水泵的给水量, 实现对锅炉汽包水位的控制。当锅炉处于启动过程和机组负荷降至额定负荷的50%以下时, 只需投入1台给水泵变频运行即可满足供水要求;当锅炉机组负荷达到额定负荷的50%以上时, 单台给水泵无法满足供水要求, 需要再启动1台给水泵——原先变频运行的给水泵需要切换到工频状态, 维持固定给水流量和扬程;新启动的给水泵通过变频器软启动并投入到变频运行状态, 继续调节流量, 从而调节锅炉水位。

相关工作人员需要按照以下原则考虑运行中的2台供水泵: (1) 工频运行的给水泵应在最佳工作点保持固定的给水量, 工频定速运行的给水泵特性曲线和扬程曲线的交点即工频给水泵运行的最佳工作点, 此点对应着工频给水泵的流量值; (2) 变频给水泵需要根据工作点调节流量, 同理, 通过变频调速给水泵的特性曲线和运行扬程曲线的交点可确定变频调速给水泵的工作点, 此点对应着变频给水泵的流量值。2台给水泵流量值之和即锅炉给水总流量。

2.4 一拖三循环软启动变频调速水泵的特点

使用变频器实现电动给水泵的软启动和变频调试具有诸多优点, 主要包括以下6方面: (1) 给水泵电机实现了变频启动, 大大降低了电机的启动电流, 缩短了电机从启动到稳定运行的时间, 减小了电机启动对配电网设备的冲击; (2) 运行中的给水泵电机可实现无极调速, 调速精度可控制在0.01 Hz以内, 调速过程中不会发生丢转现象; (3) 采用变频器后电机的运行效率可以达到98%, 同时, 提高了电动机运行的功率因数, 降低了损耗, 节约了电能; (4) 变频器具有通讯接口, 可通过工业网络接入DCS系统, 实现供水泵电机的启停、闭锁、联锁、开闭环、手自动选择等自控功能; (5) 变频器自身配置的保护功能完善, 能自动检测过电流、过电压、欠电压、单相接地、过载、电机温度高、冷却风机故障停机等故障信号, 从而起到保护电机的作用; (6) 变频器的使用寿命长, 投入运行后发生故障的概率较低, 后期基本不需要进行额外的检修和维护工作。

3 结束语

变频调速作为技术成熟的先进电机调速技术, 在工业生产中得到了非常广泛的应用, 使用变频器实现大电机的软启动和变频调速能提高电机运行的可靠性、稳定性和经济性。目前, 火力发电厂使用的大电机基本都采用了变频调速系统, 特别是选择变频器实现了锅炉主供水泵电机的一拖三运行后, 大大提高了锅炉给水泵的运行效率, 此方案是锅炉供水的最佳选择。

笔者结合实际工作经验, 介绍了汽轮机锅炉变频调速系统的结构和调速方式, 以期推动热电厂锅炉给水系统节能运行的发展, 降低热电厂的生产能耗, 为企业赢得更大的经济效益和社会效益。

摘要:分析了循环软启动变频调速在300 MW汽轮机组给水泵上的具体应用, 重点介绍了一拖三循环软启动变频调速系统结构下实现给水泵电机软启动和变频调速的运行方式。通过对比, 总结了采用变频器进行给水泵电机控制在经济性和稳定性等方面的优势, 以期促进该技术的应用和推广。

关键词:汽轮机,给水泵,锅炉,热电厂

参考文献

[1]吴春富, 江国栋, 黄金炼.基于变频器在热电厂给水泵的软启动变频调速设计[J].机电工程, 2004 (09) .

[2]覃皓.变频技术在高压给水系统中的应用分析[J].电子制作, 2014 (02) .

[3]张文海, 宋宝峰, 毕立勋, 等.高压变频器在母管制给水系统中的应用[J].变频器世界, 2005 (02) .

电机软启动技术分析与探讨 篇2

关键词:电机,软启动,节能

1 前言

在工业迅速发展的今天, 交流电机的使用范围和规模原来越大。据权威机构调查显示, 电机的电能消耗占工业总用电量的68%~83%, 而在我国, 这个比例达到60%~70%, 可谓是数量惊人。在电机工作时, 需要消耗大量的电能, 尤其是启动时, 一般需要较大的电流才能启动, 此时的电流可以是额定电流的5~8倍之多。这不仅给电机本身带来额外的耗损, 也给电网带来巨大的负担, 并且由于电流过大, 影响电机的使用寿命, 严重时甚至会影响电网中的其他用电设备。但是使用一般的电机启动方式, 会将主要的技术改进集中在降低启动的电流上, 这样一来启动转矩也降低, 不能给电机提供有效的转矩, 是一种非常不可取的方法。同样, 一般的停止制动的方法主要使用自然停止或助力制动, 其中自然停止的方式会给管道类的电机制动器造成非常大的冲击, 而对抱闸制动类的电机产生剧烈的机械故障, 严重危害电机的安全。这就使得对电机进行软启动研究逐步进入人们的视野, 目的是使电机能够比较平滑地启动和停止。

使用电机软启动, 对那些不需要调速的三相交流异步电机有着非常重要的意义, 因为这可以使电机的启动、停止等得到有效的保护。在很多启动设备中, 这种方式正在得到革命性的推广[1]。

在电机启动的方法中, 一般的大中型电机采用的是串电阻启动或Y/△启动、定串子电抗启动和自耦变压器启动、延边三角形启动, 这几种方式其本质是降压启动, 目的是限制启动电流, 在一定程度上可以避免过大的启动电流冲击电网。但是, 这些方法存在一个明显的缺点, 即电机的特性和负载情况决定了电机电流幅值和启动时间, 这些都是不能调节的。

2 电机软启动原理

目前研究的电机软启动, 主要是用来控制三相交流异步电机的启动, 使用它可以对电机的软启动、节能和软停止起到保护作用。用来替代传统的Y/△启动和自耦变压器启动, 应用于工业电机控制的各个方面[2]。

三相反并联晶闸管 (SCR) 是软启动器的调压器, 是其接入电源和电机定子之间的部分, 主电路如图1所示。图1所示的电路很像三相全控桥整流电路, 其工作原理是在电机启动时, 利用逐渐增加晶闸管的电压, 使得电机平稳提速, 当达到一定的速度时, 晶闸管会全导通, 此时的电机电压会达到额定电压, 正好适应其机械特性, 启动的整个阶段比较平滑。在软启动的点集中, 晶闸管在完成启动任务后, 会被旁路接触器所代替, 旁路接触器会为电机提供额定的电压, 供其正常工作。正是由于晶闸管的“休息”, 降低其热损耗, 可以大大提高电机的使用寿命。同样, 在电机软停止的时候, 其工作原理与启动时正好相反。

3 异步电动机的软启动技术

软启动最主要的原理就是使用软启动器, 协调电源与被控电机之间的工作, 控制晶闸管的工作时序, 在一定程度上使得电机的电压从启动电压到额定电压过渡, 逐渐使电机达到全电压模式[3]。

3.1 晶闸管交流调压软启动

晶闸管交流调压软启动的主要方法是将晶闸管的连接方式改为在三项绕组上, 以并联的方式给晶闸管供电。软启动的过程中需要控制晶闸管的导通角, 使得电机逐步获得额定电压的过程。之所以称之为软启动, 是因为通过这种方式给电机供电, 可以随意改变电流的大小, 可以根据电机的状态进行保护性的调节, 并且在整个过程中节省了大量的功耗。

晶闸管软启动器灵活性较强, 用户可以根据不同的工作情况选择具有相应启动特性的电机。下面介绍4种常用的晶闸管软启动方式[4]:

(1) 斜坡升压软启动。在该启动方式中, 不像其他方式中的电流闭环控制功能, 主要是通过调整晶闸管导通角来调节电流大小, 并且晶闸管的导通角是通过事先设定的函数关系逐步递增的。但是, 这种方式也有很大的缺点, 就是没有限流的功能, 使得电机有可能会因为电流过大对晶闸管产生毁灭性的冲击, 同样也会影响到电网的使用。

(2) 斜坡恒流软启动。以这种方式进行电机启动时, 电流是逐步增加的, 当达到额定电流的时候, 会在这个程度上保持一段时间, 当启动结束时再进行调整。同时, 电流在不断增加的过程中, 上升的速率是根据电机的负载情况不断变化的, 也就是根据电机的转矩的不同而进行调节。

(3) 阶跃启动。在电动机刚启动的瞬间即将电动机的启动电流直接增大至所设定的电流值并保持该值直至启动完毕的方法, 称为阶跃起动。通过调节启动电流的设定值, 可以达到快速启动的效果。这种启动方式在启动瞬间的启动转矩较大, 适用于较大负载的启动, 如一些带负载启动的设备。

(4) 脉冲冲击启动。在启动开始阶段, 让晶闸管在极短时间内, 以较大电流导通一段时间后回落, 再按原设定值线性上升, 进入恒流启动。该方式是所介绍的启动方式中启动转矩最大的一种, 该启动方式在启动初始阶段有一个较大的启动冲击电流, 该电流值大于设定的恒流启动值, 从而产生较大的冲击矩去克服较大的静摩擦转矩, 使设备能够启动, 然后即进入恒流启动阶段直至启动完毕。在脉冲恒流软启动方式中的脉冲启动阶段电流的幅值 (可为全压启动的电流幅值) 和维持时间是可以设定的。脉冲恒流软启动方式的启动冲击转矩大, 适用于重载启动, 如皮带输送机、破碎机的带载启动等。

3.2 三相交流调压软启动器的调节原理

利用交流电机的电压特性曲线的特点来控制交流电机的启动, 是电子软启动器的主要控制思路。其采用3对反向并联的晶闸管串联于电动机的三相供电电路上, 利用晶闸管的电子开关特性, 通过控制其触发脉冲、触发角的大小来改变晶闸管的开通时间, 从而改变电动机定子输入端的电压, 以达到控制电动机的启动过程的目的。当电动机的启动完成以后, 即当其端电压升高至额定电压时, 三相旁路接触器吸合, 使电动机直接并网运行。在开始启动时, 晶闸管的导通角从“0”开始逐渐增大, 电动机的端电压也从“0”开始上升, 直至达到满足起动转矩的要求, 确保了启动的成功。

4 两相变频软启动电路的结构和技术原理

传统三相调压软启动电压调节可连续变化, 但是启动转矩低, 而分级变频软启动可以提高交流电机启动转矩。结合两者电压调节和增加启动转矩的优点, 作者本人曾提出了两相变频软启动控制的原理, 在分级变频区间内对晶闸管采取连续调节, 以实现交流电机的简易变频, 达到软启动的目的。

交流电机三相对称定子绕阻通过对称的三相交流电源, 可以产生圆形旋转磁通, 这是以大地为零电势点。如果以三相电源中的C相为参考电势点, 将不影响实际电机的正常运转。

所以, 对交流电机通入互差60°的交流电源可产生同样的旋转磁场。现在, 对A、B两相进行变频控制即可实现对电机电枢电压的两相变频控制, 从而实现两相变频软启动。

5 结语

电机控制方法与技术随着科技水平的提高而越来越先进, 与传统的降压启动方式相比, 很多设备会在电机软启动的保护下延长使用寿命, 这已成为近年来研究的热点和重点。随着电机软启动的国产化和原材料价格的降低, 普及电机软启动是十分可行的, 大力推广电机软启动, 对于节能减排和控制成本有明显的作用。成本相对较低, 只需增加较少的投资, 就可完成电机传统方式启动的改造。大幅度地提高设备性能, 为安全生产、经济运行提供保障。

参考文献

[1]王淑红, 朱玉红.三相异步电动机的控制系统.机床电气, 2009

[2]任礼维, 林瑞光.电机与拖动基础.浙江大学出版社, 2009

[3]方大千.变频器、软启动器及PLC实用技术问答.北京:人民邮电出版社, 2007

机械电子结合软启动装置设计 篇3

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.

煤矿机械设备的软启动技术 篇4

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5

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

[1]王豪, 郑恩让.基于PLC的电机软启动系统的设计与实现[J].计算机测量与控制, 2010 (8) .

[2]张光雷, 翟旭阳, 齐秋菊, 等.电动机的启动方式[J].企业技术开发 (学术版) , 2010 (11) .

[3]李进, 秦延贵.软启动技术在电机控制中的应用[J].煤矿现代化, 2009 (1) .

循环软启动 篇6

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i¯pi¯q,将i¯pi¯q进行两次对应的反变换得基波电流iaf,ibf,icf,从ia,ib,ic中分离出基波分量后就是三相谐波电流iah,ibh,ich。检测模块中采用离散二阶低通滤波器,为了同时保证谐波电流检测的精度和速度,低通滤波器的截止频率必须设置在合理水平,不能过高也不能过低,仿真中截止频率取15 Hz。在补偿电流发生模块中,采用结构简单的三角载波控制方法对逆变器进行控制,使其输出电流跟踪所需补偿的非线性负载的谐波电流。

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7

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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