快速查找

火狐体育APP苹果

火狐体育娱乐app官网

营销研发中心:

江苏省无锡市滨湖区鸿桥路801号现代国际工业设计大厦12B
热线电话:400 804 4498
传  真:0510 83318379
邮  箱:zd@zdjc.cn

生产基地:

江苏省无锡市惠山区洛社镇大槐路5号
电  话:0510 83325551

施耐德ATS48 软启动器在散货码头带式输送机上的应用

时间:2022-09-16 18:44:13 作者:火狐足球竞猜 来源:火狐体育APP苹果

  摘 要:根据某码头带式输送机电气控制系统设计情况,讨论在散货码头及其堆场输送系统中,使用施耐德ATS48软启动器启动带式输送机的设计和配置。以及讨论如何降低软启动器负荷,延长软启动器使用寿命。根据码头带式输送机的启动和运行特点,在软启动器的主回路中配置了塑壳断路器,线路接触器及旁路接触器。在控制回路中设置了电源微型断路器,启动控制回路,并设置了隔离继电器和旁路继电器,以及软启动器电流检测输出回路。特别是根据软启动器实际参数,结合经济计算等,详细论述了旁路回路设置的重要性。

  带式输送机广泛应用于散货码头,其特点是连续运行时间长,功率大,不调速,启动时冲击电流大,一般需要采取特别的启动单元进行限流启动。目前国内性价比较高的启动方式是采用电力软启动器启动,各类文献对各种启动方式性能及优劣的研究较多,但鲜见对电力软启动器回路具体设计及合理使用方面的研究。本文依据实际工作的实践经验,讨论了某码头使用施耐德ATS48 软启动器的情况,着重论述软启动器外围部件配置及功能,以及在码头带式输送机电气控制中设置软启动器旁路的重要意义。

  散货码头及堆场带式输送机胶带长,运量大,使用的电机功率动辄上百千瓦,这样的电动机启动,如不采取措施,将产生很大冲击电流,一般为电机额定电流的5~7 倍,使供电网络及开关设备过载,为了适应大的电流冲击,需要增大供电系统和开关设备的容量,使工程成本增加。

  大启动电流同时也使生产现场电气系统产生大的电压降,特别是对于380 V 低压系统,产生的压降更大,有时可达100 V 以上,到达电机端的电压仅270 V 左右,使电机启动时间变长,甚至启动失败。同一电网上其他设备的正常运行也受到影响。

  直接启动电动机时产生高的峰值转矩,对带式输送机械结构也会产生显著影响,它不但会对电动机本身产生冲击,也会使输送带发生冲击颤动,甚至撕裂,传动滚筒和输送带之间还会发生打滑的情况,损坏传动滚筒胶层,影响胶带使用寿命,增加运行成本。鉴于上述原因,在带式输送机启动时,有必要采取措施,降低启动电流,减缓对电网的冲击和对带式输送机结构的冲击,改善启动性能。

  为改善带式输送机启动性能,可采用的启动方式有:自耦变压器降压启动、星三角降压启动、电力软启动器启动、变频器启动等电力软启动方式,以及采用液力耦合器及其他一些性能更好的机电一体化软启动产品。其中,电力软启动器启动在降低启动电流、改善启动性能方面,有着较高性价比,在国内外得到了广泛的应用。

  码头带式输送机功率大,连续运行时间长。如何通过合理设计,充分发挥软启动器性能、节约能源、提高软启动器使用寿命,是设计软启动单元的核心工作。本文以某散货码头及其堆场12 条带式输送机的启动控制为例,介绍施耐德SCHNEIDER ATS48 软启动器在启动控制中的应用。

  施耐德ATS48 软启动器由三相反并联的晶闸管构成,它串接在三相电源与电动机之间,通过改变晶闸管门极脉冲触发角,使晶闸管导通角从零逐渐增大,根据预先设置的软启动器参数曲线,电动机输出力矩随电机上的端电压的增大而逐渐增大,转速随之逐步提高,直至达到额定端电压,额定转矩和转速,启动过程结束。

  软启动器的输出是一个平滑升压过程(具有限流功能),直到晶闸管全导通,电机在额定电压下工作,此时可使旁路接触器接通,额定工作电流通过旁路支路流通,电机进入稳态运行;停机时,先切断旁路接触器,恢复软启动器运行,软启动器内晶闸管导通角由大逐渐减小,使电动机供电电压逐渐减小,电机转速由大逐渐减小到零,完成停车过程。SCHNEIDER ATS48 电力软启动器主电路框图见图1。

  本文讨论的某码头分为前沿码头和后方堆场两个区域,在这两个区域的端部有一栈桥连接,栈桥两端海陆侧各设有一座转运站T1、T2。12 条胶带输送机分布在码头、堆场、和栈桥上,经过转运站T1、T2 互相连接起来组成输送系统。码头上至端部转运站T1 并行分布4 条带式输送机;转运站T1 至T2 的栈桥上并行分布4条带式输送机 ;转运站T2 至堆场分布4 条带式输送机,至煤堆场1 条,至原矿堆场3 条,这4 条带式输送机呈辐射状通向各处堆场。

  电气房布置在陆侧的T2 转运站附近,12 带式输送机的电源柜、开关柜及PLC 控制柜都集中部置在里面。

  设2 个电源柜,每个电源柜引出一组380 V,50 Hz 铜母线 个开关柜共用一组铜母线条带式输送机进行启动控制。PLC 控制柜2 个,用于布置PLC 模块及其外部I/O 继电器等。

  在带式输送机电气部分和机械部分检修时,为保证人员安全,防止设备的突然重启,在开关柜内,每台软启动器动力电路上,根据软启动器容量配置一台3P 塑壳断路器QF,使检修时软启动器三个进线端子R、S、T 可靠断电,切断三相380 V 电源供给。

  ATS48 软启动器启动时电流可达4 In,设计选型时,要考虑启动时的冲击电流和启动的持续时间,使其在正常启动过程中不会过载脱扣,也不要容量过大,失去对电路的短路和过载保护。设计出符合相关规范要求的电机保护产品。

  为使控制系统PLC 及软启动器保护功能参与带式输送机自动控制,在断路器QF 后面设置接触器KM1。该接触器的选型,同样要考虑启动时电流的冲击影响。

  为保证在带式输送机启动结束后,软启动器能够退出运行,设置旁路接触器KM2,旁路接触器连接到电源端的R、S、T 和ATS48 上的旁路端子A、B、C 上,而非直接连接到电机接线端子U、V、W 上,这样即使软启动器晶闸管主电路在启动完成后退出工作,软启动器依然能通过其内置的检测装置TC,监测流过电机的实时电流,对电机进行控制,并判断缺相等故障,以及计算电机发热并对电机进行相应保护。旁路接线 所示。

  旁路接触器的选型可不考虑通断时的冲击电流,仅需考虑电动机的额定工作电流。

  图 2 本项目SCHNEIDER ATS48 电力软启动器接线 软启动器控制回路设计

  在控制回路的电源端设置2P,6 A 微型断路器Q,给软启动器控制线 V 交流电源,并在带式输送机检修时,切断软启动器控制电源CL1、CL2,以免停机故障消失后,机器重启,对人员及机械造成安全隐患。

  本系统软启动器启停采用2 线制控制,运行和停机是由开关S 的状态1 和0 进行控制,1 为运行,0 为停机,RUN 和STOP 输入状态同时考虑。

  在此系统中,可编程输出继电器R1 定义为隔离继电器,参与主接触器KM1 的通断控制,在电动机过热及软启动器其它故障未排除的情况下,即使PLC 给出运行命令RUN,该继电器R1 内置触点也不能闭合,继电器K1 线圈也不能得电,主回路接触器KM1 不能通电吸合,电机不能启动。直到电机及软启动器均没有故障的情况下,该继电器R1 输出,为软启动器启动电机做好准备。图2 为软启动器接线

  当启动器通电,没有故障发生,且电机已经完成启动阶段时,启动结束继电器R2 自动激活,此时,旁路继电器K2 线圈得电,接通旁路接触器KM3,软启动器主回路被短接,电机工作电流不再通过软启动器主回路晶闸管,使软启动器主电路元件处于休息状态。在此期间,旁路后的电动机工作电流,不再流经软启动器R、S、T 输入端子进入软启动器,而是从软启动器旁路端子A、B、C 流入软启动器,然后依然经过其检测元件TC 进行检测、计算,并输出测得电流值,以提供系统保护。

  见图1 软启动器主电路框图和图2 软启动器接线原理图。当卸船工作结束,需要停机减速或在工作中发生故障时,继电器R2 触点打开,旁路接触器KM3 控制回路失电,断开旁路支路,软启动器重新投入工作运行,进行减速、停止控制。

  将软启动器检测所得驱动回路电动机电流, 输出到控制系统PLC 模拟量输入模块AI 中,以供控制及显示。见图2。

  当设有旁路支路时,在软启动器完成带式输送机启动后,旁路接触器接通。大的电机额定电流不再通过软启动器晶闸管,减少了软启动器功率损耗。这时,其耗散功率极小,仅为15~30 W。该码头12 条带式输送机用于接卸万吨级矿石和煤炭散货轮。其每次卸船连续运行时间长,运量大,属于恒转矩运行。采用软启动器启动各带式输送机后,如不及时让软启动器主回路退出运行,将会使软启动器核心功率元件晶闸管长时间(一般至少数小时以上)承载额定工作电流,导致其长时间发热,降低软启动器使用寿命,并造成电能浪费,附属通风设备也因长时间工作而加大损耗。软启动器无旁路且在额定电流下运行时,其功率元件耗散的功率都在数百瓦以上。各带式输送机软启动器具体情况如表1 所示。

  在带式输送机启动完毕,投入正常使用后,如不采用旁路的方法退出软启动器主回路运行,将会使软启动器长时间满载运行,由启动时的数分钟运行,到随着带式输送机工作全程运行,每天工作可达10 h 以上,严重缩短软启动器使用寿命。

  软启动器主回路功率元件在交流50 Hz 的额定电流下连续运行,在狭小封闭的开关柜内产生热量耗散(每两台软启动器布置在一个柜体内),使柜内温度升高。在面积30 m2 的电气房内,布置着11 个电气柜,夏季环境温度能达到40℃,电气房内温度更高,即便软启动器和开关柜上的冷却风扇都开启,要保持40℃以下的软启动器使用允许环境温度也很困难,施耐德ATS48系列软启动器的额定工作环境温度是40℃,超过该温度,每超过1℃,需降容2% 使用,如果软启动器环境温度达到50℃,降容将达到(50℃ -40℃)×2%=20%,届时软启动器将无法正常启动带式输送机运行,除非选择软启动器时提高软启动器容量规格。

  若软启动器启动完毕后不进行旁路处理,还将产生一定的电能浪费,从表1 可以看出,在各条输送带都运行的情况下,各软启动器一直流过额定电机工作电流,12 台软启动器将产生6 308 W 的耗散功率,按每天工作10 h 计算,每天增加耗电63 kW·h , 每年工作按330 d 计算,年增加耗电20 816 kW·h,按码头所在地工业用电价格,简按谷峰平均电价每度0.7 元计算,全年增加电费14 571 元。

  在带式输送机工作中,交流50 Hz 的电流一直通过软启动器晶闸管,在晶闸管导通与关断间,将会在电网中产生高频冲击,造成一定的谐波污染。这会对电机的使用造成不利影响,同时也对电网中其它设备正常运行造成危害。

  另外,因为温度升高,软启动器和开关柜上的冷却风扇长期自动开启,也将缩短冷却风扇等附属设备寿命。综上所述,在码头带式输送机上,采用施耐德ATS48 软启动器启动完成后,采用旁路接触器旁路工作电流,应为优先选择。使用ATS48 软启动器,进行正确的参数设定和系统PLC 程序设计也很重要,保证相关准备,才能充分发挥ATS48 软启动器的性能。

  根据散货码头带式输送机大功率,非调速,连续长时间运行的特点,提出了在带式输送机启动完成后,对软启动器配置旁路, 在提高软启动器性能,延长软启动器寿命,以及改善电网质量方面有重要意义,文中结合施耐德ATS48 软启动器的运行参数,计算了旁路带来的经济效益。限于篇幅限制和文章的主旨,对于主回路和控制回路元件选型配置,仅说明了配置目的和选型原则,暂未进行更深入计算及论述。

  [1] 施耐德电气(中国)有限公司.ATS48 软启动器用户手册[M]. 北京:施耐德电气(中国)有限公司.

如果您需要更多详细的资料信息,
请输入您的邮件地址:

苏ICP备17014301号-1 苏公安备11010802035345

Copyright© 火狐体育娱乐app官网 2017 版权所有 XML地图