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1、调速控制技术 交流资料,三相鼠笼异步电机电力拖动系统,第一部分 概述,世界各国针对电动机起动过程中存在的重载难起动、机械冲击、电网冲击的问题，研制了各种软起动方式及设备，可实现起动过程中的调速，适用于在起动过程中需要调速、常速运行的设备使用；针对在起动过程和运行过程都需要在线调速运行的设备，研制了变频调速软起动设备。我国煤矿安全规程第八章“运输、提升和空气压缩机”第三百七十三条（九）中明确规定：带式输送机应加设软起动装置。其余大功率设备如风机、水泵等也需要软起动。,第二部分 软起动分类及适用范围,按照传动方式划分： 液力传动 液粘传动 电力传动,1.1 TTT液力偶合器工作特性,（1）电动机起
2、动过程液力偶合器液腔中无液体，电机空载起动；多电机驱动时，可分时完成电机起动，对供电能力要求低；同时充液实现拖动设备的起动，电动机输出额定转矩。 （2）输出力矩的建立过程随着充液量的增加，输出力矩逐渐增加，直至达到额定转矩.,优点： （1）电动机空载起动，可分别起动，对电网能力要求低； （2）可以低速运行，但不能长时，不能长期处于低速下工作，滑差 引起的发热很大； 缺点： （1）集液力、冷却、电控、机械为一体,系统复杂，对环境、水质要 求很高，使用维护很困难，不适合放顶煤工作面后部刮板机使 用。 （2）价格昂贵、服务困难。,1.2 TTT液力偶合器优缺点,（1）电动机起动过程 动静摩擦片分离，
3、电动机空载起动；多电机驱动时，可分时完成电机起动，对供电能力要求低；同时把摩擦片闭合，拖动设备的起动，电动机输出为额定转矩。 （2）输出转矩的建立过程 随着摩擦片离合压力的增加，电动机对设备输出转矩增加，逐渐增加到额定转矩。,2.1.1 CST工作特性,优点： （1）电动机无负载起动； （2）电动机起动结束后，在额定转矩下运行，否则超载； （3）有很好的起动特性，可以低速短时运行。 缺点： （1）系统集机、电、液、冷却为一体、系统复杂，属于液粘传动。 （2）占地面积大。 （3）进口，维护困难，运行费用很高。,2.1.2 CST的优缺点,BOSS 曲型起动曲线,传动原理与CST同属液粘传动，只是
4、BOSS安装在高速轴上，代替联轴器，CST摩擦片安装在低速轴上。,3、电力传动,3.1 双速电机 （1）工作原理双速电机是通过改变电机极对数实现高低速运行。与高速绕组相比，低速绕组起动运行时，转速下降一半，功率下降一半，输出转矩不变。 （2）优缺点优点：起动电流较小，低速起动力矩大；速度有快慢两级变化。缺点：高低速起动恒转矩，低速起动时仍然存在机械冲击，双速电机 不能解决电机的软起动问题。,3.2 软起动器,（1）工作原理根据负载电流，通过单片机控 制SCR的导通角，调整电压及电流， 从而实现对电机输出转矩的控制。,软起动方式：调压软起动限流软起动限流+突跳软起动直接起动,（2）优缺点优点：带
5、载起动，与负载刚性联级；起动电流约为额定电流的4倍，电网冲击小；技术成熟、价格便宜、可靠性高、性价比高；体积小、便于维护。 缺点：只在起动过程中可以调速，不能在运行当中调速。,SIEMENS变频器,3.3 变频器（1）工作原理n=60f/p通过改变电动机的输入频率f,从而实现电机调速。,（2）优缺点 优点： 带载起动，与负载刚性联级； 可实现在线调速； 起动电流小，对电网供电能力要求小； 在线调速使用时，具有节能功能。 缺点： 知识产权不属于中国，价格昂贵； 过电压、过载能力弱，IGBT主功率元件受限； 对电网的谐波干扰必须处理，否则不能大量使用； 仅作起动设备来使用，性价比低。,4、煤矿设备
6、调速起动技术发展趋势,第一阶段：由机械调速起动、液压调速 第二阶段：由液力、液粘传动调速 第三阶段：必然要发展为：由电力传动实现调速（如变频、软起动器）从机液调速发展为液力、液粘调速必然要发展为电力调速，这是主要的技术发展趋势。,第三部分 惠特公司软起动器特点,1. 自测负载中间突跳起动技术-有效解决重载起动问题国内外各种品牌的软起动器其突跳功能都是在起动一开始进行，对于输送机而言，初期的短时突跳只能增加对电源及传动件的冲击，并不能起到增加起动能力的作用。为此，我们通过研究，听取用户意见，把突跳点选在电流达到4Ie后，此时传动系统已全部张紧，再行发挥电机的全部起动能力。实践证明，这种突跳方式，
7、电动机的起动能力得到了充分发挥。,自测负载中间突跳起动电压变化曲线 与初始突跳起动电压变化曲线比较,在软起动过程中，当负载转矩大于或等于电动机最大起动转矩时，拖动系统加速度小于或等于零。电机已堵转，不能正常起动。此时，通过对电流的检测，实现堵转保护。避免电动机因长时间堵转而引起的发热。在系统未发生堵转时，电流到达4Ie后,随着系统的加速,电流下降，则系统起动成功。在系统发生堵转时，电流维持4Ie,且在5秒内不发生变化，则系统停机。,2.软起动过程中的堵转保护-有效预防堵转、卡链问题,第四部分 主要产品及技术参数,软起动器低压防爆软起动器 低压防爆组合软起动器高压防爆软起动器 地面软起动器 变频
8、器低压防爆变频器 采煤机变频器地面变频器 磁力起动器低压防爆磁力起动器 高压防爆组合开关防爆风机磁力起动器 集控系统皮带集控系统 水泵集控系统空压机变频节能集控系统,产品类别（AC380V-AC10000V）,1、软起动器系列,（1）低压防爆软起动器（ AC380V AC1140V ）适用于煤矿刮板输送机、胶带输送机、风机、水泵等不同负载的起动与运行控制。,QBR系列,矿用隔爆型交流真空软起动器,矿用隔爆兼本质安全型交流真空软起动器,QJR系列主要销售业绩,截止2015年03月，共销售8000台以上。,矿用刮板输送机调试起动器,QJT-250/1140(660)主要销售业绩,截止2015年03
9、月，共销售1000台以上。,矿用隔爆兼本质安全型双速交流真空软起动器 QJR-400/1140(660)S,煤矿井下刮板输送机使用双速电机驱动时，利用了低速起动力矩大的起动特点，但同时也造成低速起动时机械冲击更大，为解决软起动器在双速电机上的应用，研发了1140V双速软起动器。具有多种组合起动方式：软起低速、软起高速、软起低速向高速自动或手动切换、直起低速、直起低速向高速自动或手动切换。目前，该产品服务于不同刮板输送机共计约400余台。,常见1140V矿用刮板输送机双速电机部分参数,QJR1-2400/1140(660)-2 QJR1-4400/1140(660)-4 矿用隔爆兼本质安全型交流
10、真空组合软起动器,针对煤矿井下多机拖动的输送及必配辅助设备需要多台软起动功能而研制；主要解决控制设备多，连接零乱，安装、使用、维护困难等实际问题。可实现用一台组合软起动器对煤矿井下多机拖动的一部输送设备的驱动，特别适用于煤矿井下多机拖动带式输送机的驱动和监控等。,（2）低压防爆组合软起动器,(3)高压防爆软起动器适用于具有爆炸性危险气体（甲烷）和煤尘的矿井中，对额定电压AC3300 AC10000V、额定电流至400A的电动机进行控制。软起动具有调压起动、限流起动、限流+突跳起动、调频调压起动、自由停车、软停车等功能，并对线路和电机进行综合保护。可以减小因全压起动电机而引起的机械冲击，延长系统
11、寿命；限制冲击电流对线路造成的干扰；通过减小起动冲击电流来降低对电网的要求。适用于煤矿刮板输送机、胶带输送机、风机、水泵等不同负载的起动与运行控制。,常见3300V矿用刮板输送机双速电机部分参数,七种组合工作方式： 1)软起低速低速软起动并长时运行，不向高速切换。 2)软起高速高速软起动并长时运行，低速绕组不参与起动过程。 3)软起低转高自动低速软起动完成后，当电流与时间原则同时满足时，低速真空分断、高速真空吸合，实现低速向高速的自动切换。 4)软起低转高手动低速软起动完成后，按下低转高手动切换按钮，低速真空分断、高速真空吸合，实现低速向高速的手动切换。,5)直起低速低速直接起动并长时运行，不
12、向高速切换。 6)直起低转高自动直接起动低速，当电流与时间原则同时满足时，低速真空分断、高速真空吸合，实现低速向高速的自动切换。 7)直起低转高手动直接起动低速，按下低转高手动切换按钮，低速真空分断、高速真空吸合，实现低速向高速的手动切换。,三种应用方式： 1)一台软起动器控制一台双速电机（700kW及以上） 2) 一台软起动器控制两台单速电机（2525W单速及以下） 起动器配接电机最大功率为1500kW，考虑到现场使用时刮板运输机还有相对较小的装机功率，如2400kW单速，2315kW单速，为了适应此类刮板输送机的软起动控制，起动器还增加了一拖两个单速电机的控制功能，此时起动器高速出线侧接一
13、个单速电机、低速出线侧接另一个单速电机，高速回路与低速回路两套保护装置可分别对两个单速电机进行保护。 3 ) 一台软起动器控制两台双速电机（2525kW双速及以下）现场使用时，还存在装机功率较小、其电机为双速电机的刮板运输机，如2400kW双速，2525kW双速，此时有的用户选择使用一台软起动器同时控制两台双速电机的方式，即起动器高速出线侧同时接两个双速电机的高速、低速出线侧同时接个双速电机的低速。使用此种应用方式时，起动器高速回路或低速回路的两套保护装置同时对两个双速电机的高速或低速进行保护，不利于保护电机，故不推荐使用。,“双速电机+双速软起动器”可实现刮板机不停产运行。1)高速绕组损坏或
14、高速电缆漏电时，软起低速起动，低速长时运行。2)低速绕组损坏或低速电缆漏电时，软起高速起动，高速长时运行。3）软起动器故障时，另一台软起动器一拖机头、机尾两个电机运行（总功率小于1500kW）。4）软起动单元损坏时，可以直起低速转高速或直起低速，低速长时运 行。,QJR-350/3.3S主要销售业绩,截止2014年05月，共销售150台。,QJGR-360/6、QJGR-400/10 矿用隔爆兼本质安全型高压交流真空软起动器,主要用于煤额定电压6KV或10kV、额定电流400A及以下的三相交流感应异步电动机的起动。停止运行时，操作隔离开关可切断电源。适用于煤炭行业由高压交流异步电机驱动的输送机
15、、水泵等大功率设备。该产品目前在同煤集团铁峰煤业公司、金庄煤业公司等1000万吨级大型矿井使用。,惠特高压软起动器主回路配置及特点：高压软起动器主回路由隔离开关、进线真空、旁路真空、可控硅组件、双出线真空组成。 （1）隔离开关：若其与其他高压设备共用电源时，可以单独为其断电，（无需抽出芯体分断隔离插销）； （2）进线真空：停车时，与出线真空形成两处断口，断电更安全； （3）双真空输出：单电机负载时（水泵），出线真空一用一备；双电机负载时（皮带），双出线真空同时工作，两套独立电气保护。,惠特高压软起动器水泵控制曲线特点：普通的调压软起动方式可以改善水泵的起动转矩特性，但对最大转矩引起的流量突变无
16、法控制，基于此遗憾，我公司研发了泵控制专用程序，拟合泵起动最佳曲线作为软起动器转矩输出控制曲线，加速转矩几乎保持恒定，电机加速平滑，流体流量变化恒定、平稳，整个泵系统中的冲击危害极大降低，实现完善的流量加速控。,速度-转矩曲线图,流体流量-时间曲线图,QJGR系列防爆高压软起动器主要销售业绩,注：至2015年03月共销售20台。,数字式地面交流电机软起动器,主要用于煤矿地面场所，额定电压 380V10kV、额定电流400A及以下的三相交流感应异步电动机的单台起动或一拖二起动。适用于煤炭行业地面由交流异步电机驱动的输送机、风机等设备。其中，高压软起动器在同煤集团云冈矿、东周窑矿等大型矿井使用。,
