论软起动器在采煤机控制系统中的应用

赵振清 宋坤 刘景勇

（克州恒泽投资有限公司 新疆阿克苏 842300）

论软起动器在采煤机控制系统中的应用

赵振清 宋坤 刘景勇

（克州恒泽投资有限公司 新疆阿克苏 842300）

针对克州恒泽投资有限公司11706综采工作面500 kVA移动变电站额定容量小，供电距离远等问题，克州恒泽投资有限公司采用QJR-400/1140型矿用隔爆兼本质安全型软起动器（简称软起动器）控制采煤机，降低采煤机起动时的电压降及对电网的冲击，减少采煤机起动瞬间的机械冲击，改善采煤机的工作条件，实现综采工作面的安全高效生产。

采煤机；起动器；电网冲击；软起动器

1 概述

采煤机是综合机械化采煤系统中不可缺少的重要组成部分，是决定回采效率的关键。采煤机能否可靠、高效运行决定着一个煤矿企业的命运。

目前，我国国产MG系列采煤机牵引电动机、截割电动机及调高泵电动机全部采用矿用型三相交流异步，该类型在全压起动器时的起动器电流为额定电流的5～7倍，这种大电流会对电网造成很大冲击，引起电网的频繁故障，严重时可能会引起采煤机电气控制系统损坏。

为了降低起动电流对电网造成的冲击，一般对大型设备的主要电动机采取降压起动器方式。目前，国内使用比较经济的控制方式是采用矿用隔爆兼本质安全型真空软起动器控制采煤机，不仅节省投入还可以大大降低电网冲击，延长设备的使用寿命。

2 MG160/375-WD1采煤机特点

我矿使用的MG160/375-WD1型四象限电牵引采煤机由天地科技股份有限公司上海分公司生产，行走机构控制采用机载式交流变频调速系统，适用采高范围1.6m～3.2m，在倾角不大于45°煤质中硬以下煤层中广泛应用。其截割功率为2×160 kW,总装机功率375 kW。

该采煤机主要特点：（1）控制开关吸合时左右截割电动机及调高泵电动机同时起动，没有分路控制断路器，一次性起动额定功率达325.5kW，起动电流对电网冲击较大。（2）多电动机横向布置，整机结构紧凑。（3）截割电动机、牵引电动机等主要元件均可从采空区侧抽出，方便维修、更换。该机无底托架，从而加大机身下面的过煤高度，牵引与行走做成一体，缩小了机身宽度。（4）整体弯摇臂结构，刚性好，过煤空间大，装煤效果好。（5）可实现四象限工作的优越特性，适合在煤层倾角较大的工作面使用。（6）操作方便，可靠性高，事故率低，可满足高产高效工作面的需要。（7）采用遥控发射机，可离机控制，降低司机操作过程中的危险性。

3 QJR-400/1140型软起动器的工作原理

由于交流异步电动机电流与定子电压、转矩与加在定子端的电压平方均成正比。软起动器通过控制晶闸管的导通角来实现电压控制，在起动过程中，CPU收到控制信号后，自动控制晶闸管触发脉冲移相，使电动机平滑起动。设定的起动时间到，CPU给出信号，旁路真空接触器吸合，晶闸管暂停工作。停车时，软起动器收到停车信号，CPU控制断开真空接触器，同时控制晶闸管触发脉冲移相（与起动时方向相反），由晶闸管完成延时停车（软停车）。软起动器电气布置示意图见图1。

图1 软起动电气布置示意图

4 软起动器的应用优点

4.1 软起动器使得设备使用寿命延长

软起动器过程中，电压由零值逐渐上升到额定电压，而在此过程中采煤机的牵引电动机、截割电动机及调高泵电动机起动器时间得以延长。在此前提下，相对于传统的直接起动方式而言，电动机起动电流减小，减小了对电网的冲击；同时设备受力均匀，避免了采煤机重负荷下无法起动的现象，延长了设备的使用寿命，也节省了设备磨损、损坏带来的经济损失。

4.2 实现系统保护，避免机械事故发生

采用软起动装置，在采煤机系统起动过程中提供承载保护的同时，也对短路、欠压等进行保护，并通过内部CPU读取系统电动机参数，进行过程诊断与监控，从而实现系统的全过程的监控与保护，使得采煤机正常起动与运行。此外，如果采煤机起动器负荷过大，在此前提下，如果采用传统的直接起动方式，会产生较大的冲击电压，进一步导致机械事故的可能性增大，而软起动器可以大大降低起动冲击电压，实现电压平稳降低，降低了机械事故发生的概率。

5 软起动器在11706工作面的应用

克州恒泽投资有限公司为主立井-副斜井提升方式，目前仅有11706综采工作面一个回采面，由于煤仓容量过小，采煤机平均每小时停机一次，同时由于工作面仅配备一台500kVA移动变电站供电，供电额定配置较小，供电距离相对较长（最远供电距离600m），采煤机的频繁起动经常造成上级

开关跳闸，导致重负荷起动失败，降低了供电电源质量，影响全矿的正常生产。

为彻底解决上述问题，同时考虑最高性价比，克州恒泽投资有限公司选择安装QJR-400/1140型矿用隔爆兼本质安全型软起动器（简称软起动器）控制采煤机，取得了良好的效果。

5.1 电动机起动器电流大大减小，从通常的额定电流的6～7倍，降到2～3倍，起动瞬间电流最大达到600 A左右，从而大大降低起动电流对电网的冲击，提高了供电电源质量。

5.2 采煤机起动时随着时间的延长软起动器显示电压从500 V左右逐渐升高至1140 V，起动电流从600 A左右逐渐降低至78 A左右。柔性起动过程降低了机械冲击，减少机械部件损坏几率，降低了配件、材料投入。

5.3 一般综采工作面需要配备2台500 kVA移动变电站或1台800 kVA移动变电站为采煤机和工作面运输机供电，采用QJR-400/1140型软起动器控制采煤机，对变压器额定容量要求较小，我矿11706综采工作面仅配备一台500 kVA移动变电站为采煤机和工作面运输机供电，完全满足供电需求，节省设备购置支出约20万元。

6 结语

克州恒泽投资有限公司通过应用软起动器这一交流电动机现代主流起动器方式，通过降低设备的机械、电流冲击，最大限度降低了设备的故障率，确保了矿井安全高效的生产，使得克州恒泽投资有限公司产量逐步提升。

[1]郭雨.煤矿机电设备[M].中国矿业大学出版社,2005．

[2]孙国兰.煤矿机电学[M].劳动社会保障出版社,2005．

[3]王太续,张广军.综采电气设备操作与维修工[M].煤炭工业出版社,1993．

赵振清（1966—），男，辽宁宽甸人，主要从事煤矿机电维护管理工作。