軟起動(dòng)器在攀鋼選礦廠的應(yīng)用

閆紅玉

（攀枝花鋼城集團(tuán)瑞泰電器有限公司，四川 攀枝花 617023）

1 引言

在工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常需要解決電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)問(wèn)題，大中型電動(dòng)機(jī)通常采用減壓起動(dòng)方法。軟起動(dòng)器是隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生的一種減壓起動(dòng)器，由于它起動(dòng)平穩(wěn)、平滑、無(wú)沖擊而受到各行業(yè)的青睞。攀鋼選礦廠在對(duì)原有的磨選工藝流程進(jìn)行“階段磨礦、階段選別”的流程改造中，淘汰了過(guò)去使用自耦減壓起動(dòng)的方法，在16個(gè)球磨系統(tǒng)中使用了西安西普公司生產(chǎn)的STR軟起動(dòng)裝置，取得了良好的效果。

2 軟起動(dòng)器控制

以攀鋼選礦廠渣漿泵為例，一段渣漿泵（功率160kW，1用1備）用于將一段旋流器分離出的沉砂打回一段球磨機(jī)再磨，分離出的細(xì)粒自流至粗選機(jī)；二段渣漿泵（功率110kW，部分改為132kW，1用1備）用于將粗選機(jī)分離出的粗精礦輸送至二段旋流器進(jìn)行分離，二段旋流器分離出的沉砂進(jìn)入二段球磨機(jī)再磨，磨出的礦漿自流至二段泵池返回二段旋流器，分離出的細(xì)粒進(jìn)行精選。一（二）段渣漿泵電氣圖如圖1。

2.1 軟起動(dòng)器的起動(dòng)過(guò)程

軟起動(dòng)器控制分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式，由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA選擇。自動(dòng)時(shí)，根據(jù)工藝順序送出起動(dòng)信號(hào)；手動(dòng)時(shí)，由機(jī)旁箱上的起/停按鈕送出起動(dòng)信號(hào)。具體工作過(guò)程是：工作時(shí)，依次合上主回路開(kāi)關(guān)QS、QF。當(dāng)PLC柜給一個(gè)起動(dòng)信號(hào)，即108-Z中間繼電器線圈得電，108-Z常開(kāi)接點(diǎn)閉合，KA1中間繼電器線圈得電，其常開(kāi)接點(diǎn)閉合，接通主回路軟起動(dòng)器的運(yùn)行輸入端子，軟起動(dòng)器開(kāi)始工作，它首先改變其內(nèi)部主電路晶閘管的導(dǎo)通角，使軟起動(dòng)器的輸出電壓迅速增加，直到輸出電流達(dá)到用戶事先設(shè)定的電流限幅值Im，并保持輸出電流不大于該值，然后電壓逐漸升高，使電動(dòng)機(jī)逐漸加速，當(dāng)電動(dòng)機(jī)接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，輸出電流迅速下降至額定電流Ie，完成電動(dòng)機(jī)的無(wú)沖擊的平滑穩(wěn)定的起動(dòng)過(guò)程。

圖1 一（二）段渣漿泵電氣圖

2.2 軟起動(dòng)器的正常運(yùn)行

起動(dòng)完成后，軟起動(dòng)器通過(guò)內(nèi)部電路控制中間繼電器JC線圈得電，JC常開(kāi)接點(diǎn)閉合，使得旁路接觸器KM線圈得電吸合，其主觸頭閉合，迫使軟起動(dòng)器主電路晶閘管關(guān)斷，將電動(dòng)機(jī)由軟起動(dòng)器轉(zhuǎn)入電網(wǎng)運(yùn)行，從而使得電動(dòng)機(jī)在額定工作電壓下工作，完成了電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程，電動(dòng)機(jī)投入正常運(yùn)行。

2.3 軟起動(dòng)器的軟停止

在電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)PLC柜給一個(gè)停止信號(hào)時(shí)，即108-Z中間繼電器的常開(kāi)接點(diǎn)斷開(kāi)，KA1中間繼電器線圈失電，其常開(kāi)接點(diǎn)斷開(kāi)，接通軟起動(dòng)器的停止輸入端子，軟起動(dòng)器通過(guò)內(nèi)部電路控制中間繼電器JC線圈失電，JC常開(kāi)接點(diǎn)斷開(kāi)，使得旁路接觸器KM線圈失電釋放，在KM主觸頭間出現(xiàn)間隙時(shí)，全部負(fù)載電流通過(guò)軟起動(dòng)器主電路晶閘管，使KM主觸頭斷開(kāi)同時(shí)電動(dòng)機(jī)的供電由旁路接觸器KM切換到軟起動(dòng)器主電路晶閘管，然后軟起動(dòng)器改變主電路晶閘管的導(dǎo)通角，按用戶事先設(shè)定的停止時(shí)間使軟起動(dòng)器的輸出電壓逐漸降低，直至電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，再關(guān)斷所有的晶閘管，從而斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)的三相電源使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。

2.4 軟起動(dòng)器故障狀態(tài)的保護(hù)

在電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)運(yùn)行過(guò)流、過(guò)載、缺相等故障以及軟起動(dòng)器出現(xiàn)過(guò)熱等現(xiàn)象時(shí)，軟起動(dòng)器通過(guò)內(nèi)部電路控制中間繼電器AR線圈得電，其常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，KA 1中間繼電器線圈隨即失電，其常開(kāi)接點(diǎn)斷開(kāi)，接通軟起動(dòng)器的停止輸入端子，使得電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，從而切斷三相電源，有效地防止了電動(dòng)機(jī)和軟起動(dòng)器晶閘管的損壞。

2.5 旁路接觸器的容量確定

從圖1可知，旁路接觸器KM是在起動(dòng)完畢后接入，切除時(shí)是由軟起動(dòng)器進(jìn)行電動(dòng)機(jī)軟停止，所以KM工作在AC-1工作類別下，AC-1工作類別額定電流基本上與接觸器的額定發(fā)熱電流相等，通過(guò)電流能力比AC-3工作類別下大得多，差不多相當(dāng)于AC-3類工作時(shí)的2倍。這樣旁路接觸器KM按AC-3狀態(tài)下（接觸器額定電流平時(shí)指AC-3工作類別下的電流）的額定電流大大低于電動(dòng)機(jī)額定電流。

其容量選擇見(jiàn)表1。

表1 旁路接觸器的容量

3 軟起動(dòng)器參數(shù)設(shè)定和調(diào)試

主要參數(shù)設(shè)定見(jiàn)表2。

調(diào)試步驟如下：

（1）步驟1點(diǎn)動(dòng)試車

檢查各接線無(wú)誤后，依次合上主電源QS、QF，將軟起動(dòng)器的控制模式設(shè)定為點(diǎn)動(dòng)模式，停車方式為自由停車，將機(jī)旁箱的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA打到手動(dòng)，按下點(diǎn)動(dòng)按鈕SB，電動(dòng)機(jī)無(wú)異常聲音，電動(dòng)機(jī)微動(dòng)表示點(diǎn)動(dòng)工作正常，此時(shí)觀察電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向是否符合使用要求，如不符合使用要求，分?jǐn)嘀麟娫?，調(diào)換任兩相輸出。

表2 參數(shù)設(shè)定表

（2）步驟2運(yùn)行試車

在完成點(diǎn)動(dòng)試車后進(jìn)行軟起動(dòng)器的運(yùn)行試車，將軟起動(dòng)器設(shè)定修改為電流限流起動(dòng)模式，停車方式為軟停車，按下機(jī)旁箱上的起動(dòng)按鈕SB1，觀察電動(dòng)機(jī)是否能平穩(wěn)起動(dòng)，如不能平穩(wěn)起動(dòng)，將電流限幅值Im設(shè)定逐步增大直至平穩(wěn)起動(dòng)，從而確定出最佳起動(dòng)限流值Im。

（3）步驟3投入運(yùn)行

依次分?jǐn)嘀麟娫碤F、QS，重新合閘，檢查各參數(shù)設(shè)定是否與寫入值一致，若一致表示試運(yùn)行調(diào)試完成，軟起動(dòng)器便可以正式投入運(yùn)行。

4 應(yīng)用分析

（1）通過(guò)一（二）段渣漿泵的軟起動(dòng)器的線路控制可以看出，軟起動(dòng)器相當(dāng)于一個(gè)電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器，特別是起動(dòng)結(jié)束后，它能夠代替熱繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)，其過(guò)載保護(hù)呈反時(shí)限特性，因而對(duì)于一臺(tái)軟起動(dòng)器控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)合，可以取消主回路的熱繼電器。

（2）軟起動(dòng)器采用旁路接觸器運(yùn)行方式，起動(dòng)完成時(shí)先切至旁路接觸器KM，再關(guān)斷晶閘管；停機(jī)（無(wú)論是正常停機(jī)還是故障停機(jī)）時(shí)，先投入晶閘管，再斷開(kāi)旁路接觸器，最后關(guān)閉所有的晶閘管，這樣旁路接觸器主觸頭就不帶電流進(jìn)行閉合與分?jǐn)?，因而減少了接觸器在大電流切換時(shí)的損壞，使接觸器的壽命得到提高，增加了系統(tǒng)工作可靠性，減少了企業(yè)用戶對(duì)交流接觸器的維護(hù)量和使用成本。

（3）軟起動(dòng)器采用集成化結(jié)構(gòu)和微處理器控制系統(tǒng)，這使得它很容易于與斷路器、接觸器和控制電路等組成一個(gè)較完整的電動(dòng)機(jī)控制中心（MCC），很方便組成標(biāo)準(zhǔn)柜式成套裝置，并且容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作和自動(dòng)控制，這是自耦減壓起動(dòng)器所無(wú)法比擬的。另外，在實(shí)際運(yùn)行中，STR軟起動(dòng)器不象自耦減壓起動(dòng)器那樣故障多、耗電量大、維護(hù)量大，相反它故障率很低，起動(dòng)可靠，而且節(jié)電，無(wú)需維護(hù)。這樣就適應(yīng)了選廠日益增長(zhǎng)的自動(dòng)化控制要求。

5 結(jié)論

從攀鋼選礦廠16個(gè)球磨系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果可以得出：STR軟起動(dòng)器與自耦減壓起動(dòng)器等相比，渣漿泵起動(dòng)電流Im小，為電動(dòng)機(jī)額定電流Ie的3.5倍左右；起動(dòng)時(shí)間短，僅需要5～15s。起動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)噪聲，無(wú)機(jī)械和電流沖擊，參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)單，調(diào)試方便，而且具有多種對(duì)電動(dòng)機(jī)和線路的保護(hù)功能，更好地解決了電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和停車過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題，確保了電動(dòng)機(jī)和電網(wǎng)上其他設(shè)備的安全運(yùn)行、延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)使用壽命，滿足了選廠對(duì)設(shè)備的控制要求。

[1] 任致程,任國(guó)雄.電動(dòng)機(jī)軟起器實(shí)用手冊(cè)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2006:457-469.

[2] 湯繼東.低壓配電常見(jiàn)問(wèn)題分析[M].北京:中國(guó)電力出版社,2006:190-193.