關于坦克吊啟動方式的改造

閆攀峰

（河北鋼鐵集團舞陽鋼鐵公司 原料供應部，河南 舞鋼 462500）

坦克吊是現代工業生產中非常重要的設備，主要擔負著吊卸廢鋼的任務，工作環境差，啟動頻繁。原料部加工車間共有4臺坦克吊投入使用，在啟動時由于采用了星形——三角形啟動，經常燒啟動柜、接觸器，甚至燒電機，影響正常生產，大大增強了維修強度，因此，2006年3月份我們對坦克吊啟動方式進行了改造。

1 改造前的現狀

1.1 星形——三角形降壓啟動控制線路

啟動時將電動機定子繞組接成星形，加到電動機的每個繞組上的電壓為額定值的1/√3，從而減少了啟動電流對電網的影響。當轉速接近額定轉速時，定子繞組改接成三角形，使電動機在額定電壓下正常運轉，圖為星形三角形轉換繞組連線圖，星形三角形降壓啟動線路所示。這一線路的設計思想是按時間原則控制啟動過程，待啟動結束后按預先整定的時間轉換成三角接法。

圖1 星三角控制圖

當啟動電動機時，合上刀閘開關，按下啟動按鈕，接觸器與時間繼電器的線圈同時得電，接觸器的主觸點將電動機接成星形并經過的主觸點接至電源，電動機降壓啟動。當延時時間到，線圈失電，線圈得電，電動機主回路換接成三角形接法，電動機投入正常運轉。

星形——三角形啟動的優點在于，星形啟動電流只是原來三角形接法直接啟動時的1/3，啟動電流約為電動機額定電流的2倍左右，啟動電流特性好、結構簡單、價格低。缺點是啟動轉矩也相應下降為原來三角形的直接啟動時的1/3，轉矩特性差。經常燒壞接觸器觸頭，甚至有時還燒控制柜，經過車間主管主任和高技師，技師，青年大學生的研究討論后來把星形——三角形啟動改為軟啟動。

2 改造思路

我們改造思路是降低故障率，使坦克吊正常啟動，從而降低維修人員的勞動強度。因此我們采用了軟啟動，軟啟動器通過控制加到電動機上的電壓來控制電動機的啟動電流和轉矩，啟動轉矩逐漸增加，轉速也逐漸增加。

3 改造內容

軟啟動的工作原理。

圖2 軟啟動控制器示意圖

如圖2所示為軟啟動器內部原理示意圖。它主要由三相交流調壓電路和控制電路構成。其基本原理是利用晶閘管的移相控制原理，通過控制晶閘管的導通角，改變其輸出電壓，達到通過調壓方式來控制啟動電流和起動轉矩的目的。控制電路按預定的不同啟動方式，通過檢測主電路的反饋電流，控制其輸出電壓，可實現不同的啟動特性。最終軟啟動器輸出全壓，電動機全壓運行。由于軟啟動器為電子調壓并對電流實時檢測，因此還具有對電動機和軟啟動器本身的熱保護、限制轉矩和電流沖擊、三相電源不平衡、缺相、斷相等保護功能，并可實時檢測并顯示如電流、電壓、功率因數等參數。

我們采用TE公司生產的Altistart46型軟啟動器。其主要特點是：具有斜坡升壓、轉矩控制及啟動電流限制、電壓提升脈沖三種啟動方式；具有轉矩控制軟停車、制動停車、自由停車，三種停車方式；具有對電動機和軟啟動器本身的熱保護。限制轉矩和電流沖擊、三相電源不平衡、缺相、斷相和電動機運行中過流保護功能并提供故障輸出信號；具有實時監測并顯示如電流，電壓，功率因數等闡述的功能，并提供模擬輸出信號。

通過人機對話操作盤，可顯示和修改系統配置、參數。其主要參數設置范圍如下。

啟動電流可調節范圍：額定值的2~5倍

啟動轉矩可調范圍；額定值的0.15~1.0倍

加速力矩的斜坡時間可調范圍；1~60s

減速力矩的斜坡可調范圍；1~60s

制動轉矩可調節范圍；額定值0~100%

電壓提升脈沖幅值可調節范圍；額定值的50%~100%

圖3 軟啟動控制圖

上圖為三相異步電動機用軟啟動器啟動控制線路。其中C和400為軟啟動器控制電源進線端子；L1，L2，L3 為軟啟動器主要電源進線端子；T1。T2。T3為連接電動機的出先導端子；A1。A2，B1，B2，C1，C2端子由軟啟動器主電源進線端子有軟啟動器三相晶閘管兩端分別直接接出。當相對應端子短接時，KM2主觸點閉合時，將啟動其內部晶閘管短接，但此時軟啟動器的內部的電流檢測環節仍起作用，即此時軟啟動器對電動機保護功能仍起作用。Pl是軟啟動為外部邏輯輸入提供+24V電源；L+為軟啟動器邏輯輸出部分的外界輸入電源，在圖中直接由PL提供。STOP、RUN分別為軟停車和軟啟動控制信號，接線方式分為；三線控制、二線控制和通信遠程控制。KA1設置隔離繼電器。此軟啟動器接有進線接觸器KM1。當開關QS合閘，按啟動按鈕SB2，則KA1觸點閉合，KA1線圈上電，使其主觸點閉合，主電源加入軟啟動器。電動機按設定的啟動方式啟動當啟動完成時，內部繼電器KA2常開觸點閉合KM2接觸線圈吸合，電動機轉由旁路接觸器KM2觸點供電，同時將軟啟動內部的功率晶閘管短接，電動機通過接觸器由電網直接供電，但此時過載、過流等仍起保護作用，KA1相當于保護繼電器的觸點。若發生過載、過流、則切斷接觸器KM1電源，則軟啟動進線電源切除，因此電動機不需要額外增加過載保護電路。正常停車時，按停車按鈕，SB1停止指令時KA2觸點斷開，旁路接觸器KM2跳閘，使電機軟停車，軟停車結束后，KA1觸電斷開。按鈕sb3為緊急停車用，當按下SB3時，接觸器KM1失電，軟啟動器內部的KM1和KM2觸點復位，使KM2失電，電機自由停轉。

由于帶有旁路接觸器，該電路有以下優點:當電機運行時可以避免軟啟動器產生的諧波；軟啟動器僅在啟動和停車時工作，可以避免長期運行使晶閘管發熱，延長了使用壽命。

4 經濟效益

一臺坦克吊改進前，一年燒壞接觸器平均八臺，甚至有時燒電機，改進后坦克吊工作一年多來，再也沒燒壞過接觸器，更沒有燒壞過電機，沒有影響過正常生產，一臺坦克吊節約直接經濟損失1萬元，間接損失3~4萬元。

5 結論

通過論述，坦克吊電動機的降壓起動方式從“Y-Δ”起動器到電子軟啟動器。所以在工程應用中，當電動機在直接起動不能滿足要求時，首先考慮的是電子軟啟動器。這是科技發展的歷史階段，是為今后的智能控制系統化打下良好基礎的必然階段。