電動機軟啟動器在探礦工程中的應用

前 言

隨著科學技術的飛速發(fā)展和 計算機控制技術的日趨成熟，近年來一種以計算機為核心，采用雙向可控硅為主控回路的智能化新型控制器 “ 電動機 軟啟動器 ” 已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn) 領域 中嶄露頭角 ，它以控制方式靈活簡便，對 供電 系統(tǒng)和電氣設備 沖擊小且控制元件不易 損壞以及維護方便等諸多優(yōu)點正逐步取代傳統(tǒng)的控制裝置。 這項新技術的誕生使電動機的啟停技術發(fā)生了劃時代的變化。

在眾多生產(chǎn)領域中，由于三相異步電動機具有結構簡單、運行可靠、維修簡便、價格適宜等特點，在電力拖動機械中有 90% 以上是由三相異步電動機驅動的。按常規(guī)慣例，對較大容量的三相異步電動機的啟動，一般均采用星—角啟動、電抗器啟動或者是自耦減壓啟動。這幾種啟動方式由于技術比較成熟，所以目前在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中仍然在大范圍的應用。但是不管采用什么方式啟動，由于三相異步電動機的啟動電流瞬時會形成一個很高的沖擊電流，（直接啟動電流值是電動機額定電流的 4 ～ 8 倍） 這給供電設備或電網(wǎng)中的電源電壓在一定范圍內形成短暫的降壓現(xiàn)象，而且電動機的容量愈大，造成這種現(xiàn)象也就愈嚴重。同時由于是硬性啟動也會給供電系統(tǒng)和電氣設備造成一定的傷害。中大功率的三相異步電動機 啟動問題由來已久，電氣技術人員一直在試圖找出一種能夠徹底解決問題的辦法。

三相異步電動機軟啟動裝置又稱無觸點恒流啟動，它在電動機與輸入電源之間串接一組大功率的雙向可控硅，由控制電路采用電子智能化控制改變可控硅的導通角，使電動機電壓平穩(wěn)增加，并將電動機的啟動電流控制在電動機額定電流值的 1 ～ 2.5 倍之間，并連續(xù)可調，這樣就會減輕沖擊電流對電動機及供電設備或者電網(wǎng)的損害，改善了供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

同時電動機軟啟動器對三相異步電動機的啟動或運行過程中的各項參數(shù)實施信息搜索、檢測，及時調整可控硅的觸發(fā)脈沖，能夠對電動機的過載、過流、缺相等故障及時反饋到處理器中進行辨別和處理，有效地保護了電動機和電氣設備。三相異步電動機軟啟動器的科技含量高，保護功能比較完善，并且啟動能力強，對 5.5 ～ 500KW 的三相異步電動機均可啟動。它的應用領域可以涵蓋工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的電動機傳動設備，是傳統(tǒng)啟動方式理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。目前國內已有十幾家在生產(chǎn)電動機軟啟動器，工作原理大體相似，筆者根據(jù)多年在探礦工程應用情況并結合 CMC系列電動機軟啟動裝置進行了一番探討。

2 電動機軟啟動器的工作原理

CMC系列電動機軟啟動器主要有大功率雙向可控硅、交流接觸器以及電子控制部分組成。控制部分的核心是一塊 CPU 電腦芯片【 80C 196KC 】（電氣原理見圖 1 ），將三對可控硅橋串接在電動機的三相供電線路上，利用可控硅的電子開關特性，通過控制其觸發(fā)導通角的大小來改變可控硅的開通程度，由此來改變電動機輸入電壓和輸入電流的大小，已達到控制電動機的啟動特性。

由鍵盤輸入或外部控制按鈕將指示信號輸入到軟啟動器的電腦芯片中，芯片根據(jù)預置的程序啟動電動機。啟動模式有兩種，斜坡電壓啟動和限流啟動，如圖 2 是斜坡電壓啟動的理論圖形。

限流軟啟動控制模式：如圖 3 所示，電動機啟動時，其輸出電壓從零迅速增加，直至輸出電流達到設定的電流限幅值Ｉ m ，然后保證輸出電流在不大于該值的情況下，電壓逐漸升高，電動機逐漸加速，完成啟動過程。

電動機啟動結束后，交流接觸器的吸合為了避免能量損耗，在旁路掉可控硅元件后，控制系統(tǒng)仍然工作，在電動機運行過程中，如出現(xiàn)過載、過流、缺相等故障時，電腦芯片會及時發(fā)出指令，切斷主電源。