煤矿生产中矿用隔爆型软起动器的应用

1、    煤矿生产中矿用隔爆型软起动器的应用    徐洲+王善忠+吴州摘 要：基于煤矿特殊的作业环境，一般都需要采用隔爆型软起动器。矿用隔爆型软起动器具有电流需求小、对电网冲击小、启动速度快且平稳等优点，能够对设备产生良好的控制和保护功能，增强煤矿生产设备运行的安全性和可靠性。关键词：煤矿；矿用隔爆型软起动器；设计；应用doi：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.071对于煤矿生产设备的安全性和稳定性维护一直以来都是煤矿安全管理的重点，使用矿用隔爆型软起动器无疑是最有效的措施之一。目前煤矿所使用的软起动器基本都具备了防爆兼本质安全型

2、，集合了多种软起动技术要点，属于一种综合控制器软硬件设计。1 矿用隔爆型软起动器的特点及主要功能矿用隔爆型软起动器具有矿用真空磁力起动与交流电压软启动的双重功能，本身属于模块化结构，兼容性强，适合广泛使用和维修。矿用隔爆型软起动器普遍适用于矿用异步电动机重负荷软起动以及不同条件下的磁力启动。所以，矿用防爆型软起动器具有起动快速、需要电流小、启动速度平稳、对电网冲击小以及胶带无振动等特点，在使用矿用防爆型软起动器时可以根据现场实际工况来对起动曲线进行调整，从而保证胶带的张力，延长了胶带的使用寿命。此外，在直接起动矿用防爆型软起动器时，其能够实现真空接触器能起动以及分断各有分断电机的电机负荷，能够

3、对短路电流能力进行有效分段，进而实现电压和电流断相以及短路、过载等保护功能。在煤矿生产实践中，用户可以根据具体情况来对起动方式和保护方式进行选择。2 矿用隔爆型软起动器的工作机理分析由于电动机的转矩与加在定子端的电压平方成正比，电动机电流与定子端的电压成正比。所以，完全可以通过控制电压来实现对起动转矩和起动电流的控制。矿用隔爆型软起动器的主回路一般采用的是三对反并联可控硅，能够实现对电动机电压与电流的控制，发挥软起动以及允许保护功能。矿用防爆型软起动器的主要工作机理就是当其受到控制信号时，会根据用户已经设定好的参数来对可控硅的导通角进行控制，使得电动机能够根据设定的模式进行起动。当起动完成后，

4、控制器會发出旁路真空接触器闭合的信号，从而停止工作。同时矿用防爆型软起动器都集成有微处理器，能够对运行状态进行实时监视，实现全过程故障诊断和保护。矿用隔爆型软起动器一般都设置有可控硅模块来实现交流软起动部分功能，同时采用双回路调节器作为核心部件，用户只需要设定起动曲线即可对电动机进行自动控制，使其按照完成平衡起动。矿用防爆型软起动器的磁力启动器都设计有隔离换相开关以及综合保护器，进一步完善了磁力启动器的功能。所以，矿用隔爆型软起动器可以适用于煤矿多台电动机驱动场合，能够实现全过程跟随主机电流变化，确保了多机起动的平衡性和可靠性。3 矿用隔爆型软起动器控制器的设计矿用隔爆型软起动器一般都具有一套

5、完善的软起动控制系统。矿用隔爆型软起动器控制器具体组成分为五部分：一是核心控制系统，主要是指软起动的核心控制装置，采用嵌入式单片机，发挥微处理器控制中心的功能，确保电机控制的灵敏度和精确度；二是控制系统的输入和输出，采用广电耦合后直接阶段输入输出端口，经过继电器来控制外围电路。同时能够将输入信号进行转换成合适的电压来对电机进行软起动控制，同时当前基本上都采用了液晶显示方式，人机交互性特别强，操作也比较简单，用户只需要根据屏幕显示跟踪并设置电动机起动的各项参数；三是被控制功率主回路；四是过压保护、过载保护、短路保护等控制装置；五是回路以及本安电源等所有装置的电源控制部分。4 矿用隔爆型软起动器的

6、隔爆结构设计基于煤矿作业环境以及防爆特点，在应用软起动器时还需要做好隔爆结构设计。矿用隔爆型软起动器隔爆功能一般都需要考虑防爆结构的紧凑性和密封性。由于煤矿属于易燃易爆场所，在实际生产中很容易因为易燃物和空气引发保障。为此，煤矿所使用的隔爆型软起动器必须排除一切易燃易爆源头，尤其是火花以及电弧表面的热量点。煤矿常用的隔爆型软起动器自身设计有隔爆外壳，其材料成分具备隔爆和耐爆的性能。矿用隔爆型软起动器的隔爆外壳需要考虑煤矿的作业环境，由于井下空间下所以隔爆外壳柜体不能过大，一般使用钢板或者铸钢材料即可，但是要保证一定的厚度。目前，国际上对矿用隔爆型软起动器的隔爆外壳标准都要明确的规定，隔爆柜体基

7、本做到密不透风，否则柜体内部引火会造成井下瓦斯爆炸。同时，隔爆柜体需要使用防爆接线箱，防止接线盒内产生的火花引起外界爆炸。5 矿用隔爆型软起动器的具体应用5.1 矿用隔爆型软起动器在带式输送机上的应用井下带式输送机上需要装置矿用隔爆型软起动器，满足防爆保护功能，同时能够实现对带式输送机不同负荷的控制要求。相对来说，井下带式输送机的运行时间长，经常会出现超负荷运行，并且运输过程中受多种因素影响会经常性停车，使得带式输送机频繁启动。为此，需要使用专门的矿用隔爆型软起动器来提高带式输送机的稳定性。矿用隔爆型软起动器能够实现软起动和直接起动，控制参数也可以随着调整，即便是出现重复载停或者反复起动，软起

8、动器也能够有效抑制输送带动态张力，减少输送带、接头以及减速器的磨损，提高设备的使用寿命。因此，矿用隔爆型软起动器的保护功能齐全且操作简单、安装方便，过负荷能力强，当出现超载运行或频繁起动，也能够防止事故发生，提高了井下带式输送机的安全性和稳定性。5.2 矿用隔爆型软起动器在采煤机控制系统中的应用采煤机作为综采系统不可或缺的重要机械，其能够高效稳定运行至关重要。传统的采煤机所采用的矿用型三相交流异步起动器对电网的冲击较大，很容易破坏采煤机的电气控制系统。为了降低电流冲击，目前国内采煤机基本都使用上矿用隔爆型软起动器，能够减少采煤机起动瞬间的机械冲击，确保采煤机的稳定运行。与此同时，井下综采工作面环境较差，采煤机停机次数较多，由于需要频繁起动采煤机很容易造成上级开关跳闸，影响到全矿的正常生产。如果能够使用矿用隔爆型软起动器就能偶有效地控制采煤机的反复起动，降低机械冲击的同时避免了机械部件的损坏。此外，矿用隔爆型软起动器对变压器额定容量要求较低，所需要的额定电流也比较小，所以，综采工作面只需要配置