論軟起動器在采煤機控制系統中的應用

趙振清 宋坤 劉景勇

（克州恒澤投資有限公司 新疆阿克蘇 842300）

論軟起動器在采煤機控制系統中的應用

趙振清 宋坤 劉景勇

（克州恒澤投資有限公司 新疆阿克蘇 842300）

針對克州恒澤投資有限公司11706綜采工作面500 kVA移動變電站額定容量小，供電距離遠等問題，克州恒澤投資有限公司采用QJR-400/1140型礦用隔爆兼本質安全型軟起動器（簡稱軟起動器）控制采煤機，降低采煤機起動時的電壓降及對電網的沖擊，減少采煤機起動瞬間的機械沖擊，改善采煤機的工作條件，實現綜采工作面的安全高效生產。

采煤機；起動器；電網沖擊；軟起動器

1 概述

采煤機是綜合機械化采煤系統中不可缺少的重要組成部分，是決定回采效率的關鍵。采煤機能否可靠、高效運行決定著一個煤礦企業的命運。

目前，我國國產MG系列采煤機牽引電動機、截割電動機及調高泵電動機全部采用礦用型三相交流異步，該類型在全壓起動器時的起動器電流為額定電流的5～7倍，這種大電流會對電網造成很大沖擊，引起電網的頻繁故障，嚴重時可能會引起采煤機電氣控制系統損壞。

為了降低起動電流對電網造成的沖擊，一般對大型設備的主要電動機采取降壓起動器方式。目前，國內使用比較經濟的控制方式是采用礦用隔爆兼本質安全型真空軟起動器控制采煤機，不僅節省投入還可以大大降低電網沖擊，延長設備的使用壽命。

2 MG160/375-WD1采煤機特點

我礦使用的MG160/375-WD1型四象限電牽引采煤機由天地科技股份有限公司上海分公司生產，行走機構控制采用機載式交流變頻調速系統，適用采高范圍1.6m～3.2m，在傾角不大于45°煤質中硬以下煤層中廣泛應用。其截割功率為2×160 kW,總裝機功率375 kW。

該采煤機主要特點：（1）控制開關吸合時左右截割電動機及調高泵電動機同時起動，沒有分路控制斷路器，一次性起動額定功率達325.5kW，起動電流對電網沖擊較大。（2）多電動機橫向布置，整機結構緊湊。（3）截割電動機、牽引電動機等主要元件均可從采空區側抽出，方便維修、更換。該機無底托架，從而加大機身下面的過煤高度，牽引與行走做成一體，縮小了機身寬度。（4）整體彎搖臂結構，剛性好，過煤空間大，裝煤效果好。（5）可實現四象限工作的優越特性，適合在煤層傾角較大的工作面使用。（6）操作方便，可靠性高，事故率低，可滿足高產高效工作面的需要。（7）采用遙控發射機，可離機控制，降低司機操作過程中的危險性。

3 QJR-400/1140型軟起動器的工作原理

由于交流異步電動機電流與定子電壓、轉矩與加在定子端的電壓平方均成正比。軟起動器通過控制晶閘管的導通角來實現電壓控制，在起動過程中，CPU收到控制信號后，自動控制晶閘管觸發脈沖移相，使電動機平滑起動。設定的起動時間到，CPU給出信號，旁路真空接觸器吸合，晶閘管暫停工作。停車時，軟起動器收到停車信號，CPU控制斷開真空接觸器，同時控制晶閘管觸發脈沖移相（與起動時方向相反），由晶閘管完成延時停車（軟停車）。軟起動器電氣布置示意圖見圖1。

圖1 軟起動電氣布置示意圖

4 軟起動器的應用優點

4.1 軟起動器使得設備使用壽命延長

軟起動器過程中，電壓由零值逐漸上升到額定電壓，而在此過程中采煤機的牽引電動機、截割電動機及調高泵電動機起動器時間得以延長。在此前提下，相對于傳統的直接起動方式而言，電動機起動電流減小，減小了對電網的沖擊；同時設備受力均勻，避免了采煤機重負荷下無法起動的現象，延長了設備的使用壽命，也節省了設備磨損、損壞帶來的經濟損失。

4.2 實現系統保護，避免機械事故發生

采用軟起動裝置，在采煤機系統起動過程中提供承載保護的同時，也對短路、欠壓等進行保護，并通過內部CPU讀取系統電動機參數，進行過程診斷與監控，從而實現系統的全過程的監控與保護，使得采煤機正常起動與運行。此外，如果采煤機起動器負荷過大，在此前提下，如果采用傳統的直接起動方式，會產生較大的沖擊電壓，進一步導致機械事故的可能性增大，而軟起動器可以大大降低起動沖擊電壓，實現電壓平穩降低，降低了機械事故發生的概率。

5 軟起動器在11706工作面的應用

克州恒澤投資有限公司為主立井-副斜井提升方式，目前僅有11706綜采工作面一個回采面，由于煤倉容量過小，采煤機平均每小時停機一次，同時由于工作面僅配備一臺500kVA移動變電站供電，供電額定配置較小，供電距離相對較長（最遠供電距離600m），采煤機的頻繁起動經常造成上級

開關跳閘，導致重負荷起動失敗，降低了供電電源質量，影響全礦的正常生產。

為徹底解決上述問題，同時考慮最高性價比，克州恒澤投資有限公司選擇安裝QJR-400/1140型礦用隔爆兼本質安全型軟起動器（簡稱軟起動器）控制采煤機，取得了良好的效果。

5.1 電動機起動器電流大大減小，從通常的額定電流的6～7倍，降到2～3倍，起動瞬間電流最大達到600 A左右，從而大大降低起動電流對電網的沖擊，提高了供電電源質量。

5.2 采煤機起動時隨著時間的延長軟起動器顯示電壓從500 V左右逐漸升高至1140 V，起動電流從600 A左右逐漸降低至78 A左右。柔性起動過程降低了機械沖擊，減少機械部件損壞幾率，降低了配件、材料投入。

5.3 一般綜采工作面需要配備2臺500 kVA移動變電站或1臺800 kVA移動變電站為采煤機和工作面運輸機供電，采用QJR-400/1140型軟起動器控制采煤機，對變壓器額定容量要求較小，我礦11706綜采工作面僅配備一臺500 kVA移動變電站為采煤機和工作面運輸機供電，完全滿足供電需求，節省設備購置支出約20萬元。

6 結語

克州恒澤投資有限公司通過應用軟起動器這一交流電動機現代主流起動器方式，通過降低設備的機械、電流沖擊，最大限度降低了設備的故障率，確保了礦井安全高效的生產，使得克州恒澤投資有限公司產量逐步提升。

[1]郭雨.煤礦機電設備[M].中國礦業大學出版社,2005．

[2]孫國蘭.煤礦機電學[M].勞動社會保障出版社,2005．

[3]王太續,張廣軍.綜采電氣設備操作與維修工[M].煤炭工業出版社,1993．

趙振清（1966—），男，遼寧寬甸人，主要從事煤礦機電維護管理工作。