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PS1智能电机控制器在带式输送机上的应用
发布时间：2013-09-14 08:42 来源：未知
在发电厂输煤设备控制系统中，使用接触器进行电动机电源的投切，采用电机直接启动的方式是非常普遍的。虽然，所用设备少，操作简单，但同时也因电动机启、停在1～2s内即达到额定转速，而造成了一些不利影响。因此，应用晶闸管元件组成的软启动系统是传统启动设备理想的换代产品，它具有无级升压的线性工作特性、启动电流小、对电网冲击小、可减轻对机械设备的冲击，同时具有节能及对电动机多功能�；さ裙δ堋�
1、传统皮带机启停方式的弊端
通过长期的工作实践，总结出带式输送机采用全压直接启动方式存在不少缺点：①启动时胶带局部张力过大，易造成胶带损坏；②启动力矩大，造成减速器齿轮非正常磨损，连接部件松动；③启动时自动开关经常跳闸，熔断器烧损；④启动时高达5-6倍的启动电流，造成电动机绕组过热，尤其是设备频繁启动，更加速绝缘老化；⑤急停使胶带松弛，发生严重堆煤、卷带情况；⑥电动机的启、停噪音和冲击震动也给工业环境带来污染。
鉴于上述原因，安庆石化热电厂燃运车间在问题突出的#5、#9皮带机上安装了PS1智能电机控制器（以下简称软启动器）。
2 、PS1软启动器的工作原理及特点
软启动的概念起源于美国马歇尔航天中心，它是一种采用电力电子技术、控制技术和微处理器技术等多种技术综合而成的全新电机启动方式。由于电机的转矩与加在定子端的电压平方成正比，而电机电流与定子端的电压成正比，因此可以通过控制电压对加速转矩和启动电流进行限制，电压的控制是通过控制晶闸管的导通角实现的。PS1软启动器是美国摩托托尼公司产品，它主要由串接于电源与被控电动机之间的反并联晶闸管及其控制电路构成，把强电与弱电结合起来。起动时，由电子电路控制晶闸管的导通角，使电机端电压逐渐增大，从0。逐渐前移，直至全电压，使电机实现无冲击软起动；�；�，则控制晶闸管的关断速度，使电机的端电压由全电压逐渐下降至零，实现软停车。其主电路如图1所示。
PS1软启动器的工作特点：①减少过大的启动转矩，启动转矩从60% -100%连续可调；②减少启动电流，启动电流可以从2～5倍任意设定；⑧具有缺项、短路、过载等多种保护和自我诊断能力；④节能运转，能自动检测系统负载大小而调节输出电压、电流，明显提高功率因素；⑤多功能性，能实现软停止，正、反转等不同控制要求；⑥在软启动器一侧加装旁路接触器，使控制装置在故障情况下，可以切换到常规模式下运行，增加了运行的可靠性。电动机软启动器起、升曲线如图2所示。
3、PS1软启动器与变频调速器和液力偶合器的比较
3.1软起动器与变频调速器的比较
软起动器与变频调速器两者均使用晶闸管�？樽魑葱衅骷�。变频器在成本上要比软起动器高，变频器可以无级调速，在工作过程中，产生谐波，造成对电网的污染；软起动器的成本比变频器低一些，它仅在起动与停车时投入运行，因而运行期间不存在谐波的问题。在需要调速的场合，宜优先考虑变频器，而在对调速无要求的场合，应考虑用软起动器。
3.2软起动器与液力偶合器的比较
软起动器在成本上要比液力偶合器稍高，软起动器不降低传动效率，启、停时间可调，输送带强度可以比采用液力偶合器下降30%以上，具有显著的经济效益，故障率低、维修量小；而液力偶合器传动效率为0.97，有能量传递损失，启、停时间固定，不可调，且经常出现故障，维修量较大，检修时间长，影响设备运行。
4、PS1软启动器在皮带机上的应用效果
安庆石油化工总厂热电厂#5、#9皮带机属TD75型皮带机，带宽B=1000mm，带速2.5m/s，皮带机长度分别为269m和202m，电机功率均为90kW。使用过程中发现：其高速齿轮磨损快、更换频繁，皮带接头经常损坏。究其主要原因就是电机启、停太快，尤其是在频繁启动下造成的。为此，选择在这两条皮带机上各安装一台PSl - 38100软启动器�？悸堑较殖』肪臣翱煽毓枭⑷忍跫喜睿教ㄈ砥舳骶沧霸诒涞缢�，同时把信号与输煤PLC控制相连，实现程序控制。安装完毕后，调整设定启动转矩、斜坡时间、限制电流、跳闸电流、最低电压、最高电压等参数，启动试运行，能实现手动、自动启动和停止操作；可实现电动机的软启动、硬启动、软停止和自由停止。
#5、#9两条带式输送机电动动机采用软启、停以后，取得了良好的使用效果，不仅解决了带式输送机机械和电气方面的问题，同时节约了电能。
使用PS1软启动器前后，节能效果明显，现场测试结果见表1。
从测定运行数据来看，电机的起动电流大大降低，负载的功率因数得到了提高。根据皮带80%的时间处于70%负载，这样每年节电为：
每年运转时间- 24×365×80%= 7008(h)
每年节电= (59.2 - 48.1)×7008=77788.8(kWh)
5、结 论
1)安庆石化总厂热电厂#5、#9皮带机安装PSl -38100软启动器以后，一年多来，运行平稳、电机软启动器质量可靠，实现了免维护。
2) PS1型软起动器对带式输送机等变负荷的场合节电明显。
3)实现了电动机平滑启动、无级加速、平缓�；�。
4)成功地解决了电动机直接启动造成的带式输送机电气和机械问题。
5)传统的启动方式虽然在现今仍应用较多，但软启动的卓越启动及保护功能正逐渐被人们所认可，并且在应用成功的基础上逐步推广。
