淺析帶式輸送機(jī)起動方式的選擇

張紹立　李海波

摘要：通過對工程實例中長距離重載起動帶式輸送機(jī)起動的分析、計算與校驗，比較目前幾種常用起動方式的優(yōu)缺點，找出最合理的起動方式。

關(guān)鍵詞：大起動靜阻轉(zhuǎn)矩；起動端子壓降；全壓起動；液力偶合器。

前言

由于長距離重載起動帶式輸送機(jī)屬于大起動靜阻轉(zhuǎn)矩負(fù)載，對電動機(jī)起動轉(zhuǎn)矩要求很高。在做供配電方案時除應(yīng)考慮電動機(jī)起動時不因電壓下降而影響配電系統(tǒng)中其他用電設(shè)備正常工作外，還尤其要校驗電動機(jī)起動時其端子電壓能否保證被拖動機(jī)械要求的起動轉(zhuǎn)矩。

1.工程實例介紹

該項目中有兩條長距離皮帶運(yùn)輸機(jī)M1和M2，分別采用AC 380V 160kW鼠籠型交流異步電動機(jī)驅(qū)動，電機(jī)型號為Y315L2-4。皮帶機(jī)電源引自備煤MCC電氣室，M2距離較遠(yuǎn)，長度為420米，采用ZR-YJV-1-2（3x70+1x35）。本文以M2為研究對象。配電系統(tǒng)接線圖見圖1-a。

備煤MCC柜0.4kV母線短路容量Skm=12.23MVA。備煤車間計算負(fù)荷為P30=573.2kW，S30=754.5kVA，計算電流I30=1146.4A，采用電纜ZR-YJV-1-3（3x240+1x120）。除M2外的預(yù)接負(fù)荷無功功率Qfh=385.0Kvar。M2電動機(jī)的額定電流IrM=298A，起動電流Ist=1965.2A。忽略配電變壓器低壓側(cè)至備煤MCC柜0.4kV母線間阻抗。

2.全壓起動計算

可知電動機(jī)額定容量SrM= UrMIrM= x0.38kVx0.298kA=0.196MVA

電動機(jī)的額定起動容量SstM= UrMIst= x0.38kVx1.965kA=1.293MVA

根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊（第三版）》（以下簡稱配三）P270，起動回路的額定輸入容量：

備煤MCC柜母線電壓相對值：

ustm= = =0.921

M2電動機(jī)端子電壓相對值：

根據(jù)《配三》P268式（6-23），起動時電動機(jī)端子電壓應(yīng)能保證傳動機(jī)械要求的起動轉(zhuǎn)矩，即

式中 MstM――電動機(jī)起動轉(zhuǎn)矩相對值，即起動轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩的比值，查電動機(jī)樣本取2.0；

Mj――電動機(jī)傳動機(jī)械的靜阻轉(zhuǎn)矩相對值，常用數(shù)據(jù)參數(shù)見《配三》表6-14，此處取1.5。

根據(jù)上述計算，電動機(jī)全壓起動時配電母線上的電壓不低于系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的90%，滿足全壓起動要求。但電動機(jī)端子電壓無法保證傳動機(jī)械要求的起動轉(zhuǎn)矩，不能選擇全壓起動。

3.解決方案

電氣設(shè)計人員遇到上述情況通常的解決方式是解決壓降問題從而滿足全壓起動要求?；蛘卟捎米冾l全轉(zhuǎn)矩起動、液力偶合器起動。

3.1 全壓起動

選擇大截面電力電纜、縮短配電變壓器到電動機(jī)間距離等減小線路阻抗的方式來降低電動機(jī)起動時端子壓降。增大電纜截面將顯著增加在電力電纜上的投資，有些項目為了不增大電纜截面，對于距離較遠(yuǎn)的個別帶式輸送機(jī)可選擇660V供電電壓，以減小電機(jī)電流。

3.2 變頻起動

變頻起動是在變頻調(diào)試系統(tǒng)中，用逐步提高電動機(jī)定子繞組的供電頻率來提高電動機(jī)的速度。這種起動方式也降低了電動機(jī)的端子電壓和起動電流。

變頻調(diào)速改變了異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，保持了電動機(jī)的硬機(jī)械特性，與其他起動方式相比，起動電流小而起動轉(zhuǎn)矩大，可做到全轉(zhuǎn)矩起動。對設(shè)備無沖擊力矩，對電網(wǎng)無沖擊電流，既不影響其他設(shè)備的運(yùn)行，又有最理想的起動特性。變頻器具備所有軟起動功能，但價格較貴，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。如果生產(chǎn)過程無調(diào)速要求，則選擇變頻起動顯得浪費。

3.3 液力偶合器軟起動方式

液力偶合器軟起動利用液體粘性即油膜剪切力來傳遞扭矩，其結(jié)構(gòu)由主體軸、從動軸、主從動摩擦片、控制油缸、彈簧、殼體及密封件等組成。這種起動方式主要有如下優(yōu)點：基本可做到電動機(jī)空載起動，以減小對電氣和機(jī)械的沖擊；驅(qū)動裝置能提供可調(diào)的、平滑的、無沖擊的起動力矩；與電動機(jī)具有良好的匹配特性，充分利用電動機(jī)的最大力矩。

由于電動機(jī)近似輕載起動，故在做起動校驗時無需校驗電動機(jī)端子壓降，只需校驗低壓母線電壓即可。部分減輕了設(shè)計工作量。

4.結(jié)語

從以上分析可以看出，全壓起動是最簡單經(jīng)濟(jì)的起動方式，在能滿足要求的情況下優(yōu)先選擇全壓起動。對于帶式輸送機(jī)這種重載起動負(fù)載來說，在不需要調(diào)速的情況下，選擇變頻起動方式性價比不高。液力偶合器由于其獨有的輕載起動、抗沖擊、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點，在我國工礦企業(yè)帶式輸送機(jī)中應(yīng)用越來越普遍。在實際工程設(shè)計中，具體選擇何種起動方式，還應(yīng)綜合考慮具體工況、建設(shè)投資、他專業(yè)要求等多方面因素來決定。

參考文獻(xiàn)：

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