中煤软启动.doc

1、 概述 a）产品特点：QJR3-315/1140矿用隔爆兼本质安全型交流软起动器(简称起动器)是集光、机、电一体化的新技术产品，是一种具有软启动功能的磁力起动器。该产品适用于交流660V、1140V电压的异步电动机重负荷软启动，在正常运转状态下对电动机进行各种保护。它具有起动电流小，起动速度平稳可靠，保护功能齐全，启动过程胶带无振动，对电网的冲击小等优点。起动曲线为“S”型曲线，该曲线可根据现场实际工况调整，从而减少起动时的皮带张力，降低对皮带带强的要求，进而可以降低皮带机的初投资，延长皮带使用寿命。 b)主要用途及适用范围：随着我国煤炭生产机械化、自动化程度的不断提高，长距离、大运量、高速度的皮带运输机日益增多，解决皮带的软启动成为矿井运输、安全生产、延长皮带寿命的关键问题。本起动器主要用于煤矿井下、露天煤矿、冶金矿山、港口码头、选煤厂、发电厂等大负荷恶劣环境中运输设备软启动，广泛用于老产品的软启动改造和新产品的软启动设计。本起动器可以就地或远距离起停额定电压1140或660伏，频率50赫兹，额定电流在10-315安培范围内的三相异步电机，起动方式可以是软起动，也可以象普通的磁力起动器那样直接起动。机壳外有隔离换相开关手柄，可以对电机转向进行选择，必要时也允许分断电动机。c)品种、规格：电压等级：1140V、660V电流等级：315A及以下 d)型号的组成及其代表意义： Q J R 3 - 315 / 1140 主参数 电流/电压 设计序号 软启动 隔爆兼本质安全 起动器 e)使用环境条件： 海拔高度不超过2000m； 周围环境温度不超过-50C400C； 相对湿度不大于95%（200C）； 有甲烷或煤尘爆炸的场所；无破坏金属和绝缘材料的腐蚀性气体场所；f)工作条件： 安装地基处的振动频率范围为10-150Hz时，其最大振动加速度不超过0.5g； 安装倾斜度不超过5； 电网质量；输入电压波形为正弦波；输入电压幅值波动不超过额定值+10%-25%；电源频率波动不超过额定值的2%。2.结构特征与工作原理 a)结构特征：起动器的隔爆箱外形为直式长方体，系快开门结构，主要有下箱体和上接线腔两部分。下箱体有门、抽屉式芯架、隔离换向开关、电源变压器和漏电闭锁单元等。隔离换向开关手把置于水平位置时，电源被分断，芯架处于无电状态。手把置于上、下位置时，电机的转向将有所不同。芯架安装在下箱体的轨道上，将活页式延长导轨翻上并可由紧固螺栓固定。上接线腔有六个主接线柱， A、B、C为电源进线接线柱，U、V、W为负荷线接线柱，另外还有三个九芯接线柱和一个四芯接线柱用来外接测量速度信号和远控及工作状态信号，上接线腔为隔爆兼本安接线腔。 b)工作原理 起动器以反并联的三组大功率晶闸管为软开关，其软启动核心由改装后的英国欧陆SSD-591传动控制器和监控板RQD4-C组成，由ZCS-1或KCS系列带速传感器构成速度反馈外闭环，电流反馈作为内闭环组成双闭环调节系统，来控制大功率晶闸管元件，在电动机的起动过程中，控制器根据带速传感器信号，可按用户要求预设的“S”型曲线对电动机进行自动控制，并保证起动加速度a0.3m/s2范围内使其平滑可靠地完成起动过程。当电动机起动过程完成后，由监控板RQD4-C控制旁路交流接触器吸合，短接所有的晶闸管，使电动机直接投入电网全压运行，在正常运转过程中，具有磁力起动器的所有保护功能。本起动器主要特点：双闭环控制，PID调节。具备短路、过载、缺相、欠压、漏电闭锁、丢失脉冲、控制器故障、旁路失败等保护。全中文显示菜单，参数设置简单、直观。多点驱动时，对多台电动机起动具有自动功率平衡功能。3、技术特性 a)主要性能： 当电源电压为额定值的75%110%时，起动器能可靠工作； 当主回路绝缘电阻小于40K/1140V或22K/660V，起动器实现“漏电闭锁”保护； 起动器上电初期，控制器自动自检，任何故障都将触发“控制器准备”保护；系统启动中，控制器监视触发电路，提供“丢失脉冲”保护；启动结束后，控制器监视旁路接触器，提供“旁路失败”保护； 系统启动和运行中，起动器提供短路、过载、断相、失压等保护功能；起动器具有通断操作过电压保护；防爆型式：隔爆兼本质安全型；工作制：连续；冷却方式：自然冷却。b)主要参数： 额定电压：660V、1140V； 额定电流：10315A；本安回路最高开路电压：12V 本安回路最大输出电流：1A 最大电流过载倍数：36倍可调；起动时间：可调(560s)；控制带速的起动加速度：0.10.3m/s2可调； 软启动起动小于12次/小时，每次起动间隔须大于5分钟 4、尺寸、质量a) 外形尺寸：长宽高=1070680990 b）质量：550Kg5、安装、调试 a)起动器安装方便，只需将控制器接于电机与电源之间： 电源 软起动器 电动机 b)使用通电前必须检查起动器电压等级与电源等级是否相同，如果不同可调整控制变压器的抽头，电源变压器（隔离换向开关下方）和同步变压器（抽屉式芯架左下方）的进线接线端子上标有1140、660，用户可根据需要改变接线方式（一般出厂前设定为1140V）。 c)根据输送机的长度、张力、弹性延伸、弹性收缩和额定带速，通过修改可调整S型曲线的负载系数及起动时间和额定带速等参数，来保证输送的起动加速度在规定的范围内平稳起动；按电机功率，整定额定电流和过载倍数，以满足良好的起动性能和保护特性。参数设定方法如下：参数设定显示界面如下图所示： 主/从机状态 设备工作状态 LED显示器LCD显示器 主机 启动 电源 主机 启动 故障 电流 A 从机 运行 顺控 参数名称 参数值 选择 + - 确认 磁性按钮人机界面由LCD显示器、LED指示器和磁性按钮组成。LCD显示器为两行汉字显示并带背光，分四个区域，左上角指示主/从机状态，右上角为设备的工作状态指示，左下角为设定或显示参数的名称，右下角为该参数的具体数值。LED指示器为七个平面发光二极管，分别表示电源指示、主机/从机状态、启动/运行状态、故障状态及顺控状态。磁性按钮可接收专用磁性笔的信号，它是一种非接触式的按钮，使参数的设定工作可以在不打开门的前提下完成。参数设定时先点击确认键，LCD进入设定画面，用选择键可以循环查看可设定的参数，共有七项参数可以设定，它们分别是： 额定电流IE： 10400A被控电机的额定电流，该参数影响过载保护、短路保护的准确性，必须准确设定； 过载倍数NI： 300600%起动过程中允许的最大短时过载倍数，该参数影响启动时电机输出力矩的大小，过载倍数越大，启动力矩也会越大，对于经常需要重载启动的设备，应该大于500%较合适； 额定带速VE： 0.16.0m/s皮带机的额定带速，它与“起动时间”一起影响设备的启动加速度； 起动时间TS： 560S起动指令下达到电机全速运行的时间，它与“额定带速”一起影响设备的启动加速度，一般要求启动加速度为0.10.3m/s2，因此计算起动时间可以用以下公式：(VE/0.3) S； 切换时间TQ： 570S起动指令下达到旁路接触器吸合，电机投入电网运行的时间,由于机械设备的惯性较大，受控制器闭环PI调节器的积分时间的影响，起动时间结束时，设备往往并没有达到额定转速，马上切换到电网运行会引起电流和力矩的二次冲击，为了防止上述情况的出现，切换时间应该比起动时间长15S较合适； 负载系数AF： 0250%调整S型曲线特性，对于长度为1Km，无明显上、下山的皮带，经验值为100%，若启动时闷车时间较长，请适当增加，如果启动过程中速度 出现震荡，请酌量减小；顺控延时TN： 0250S起动指令下达到顺控输出接点动作的时间，可供用户控制其他设备用。 选择好需要修改的参数后，可点击“+”或“-”键修改相应的值，完成后点击确认键，LCD返回的工作画面，参数被存在控制器内。d)本起动器的操作方式有两种：就地控制和远方控制。就地控制是利用门上的起动、停止按钮进行操作；远方控制是利用远控接点进行操作(X1:5,X1:6，X1:7)。操作方式的选择开关在门上。e)本起动器可以单机使用，也可以多机联动。下图表示接线腔内各个接线端子的含义：单机使用若采用外接按钮盒远控时，测速装置的+12V电源端（红色或黄色）接在+12V(X1:2)，速度输出端（蓝色）接在VF(X1:3)，0V端（黄色或白色）接在0V(X1:4)。X1:5接停止按钮，X1:6接启动按钮，X1:7接自保接点。必要的皮带保护（如拉线和跑偏）可以串接在停止回路。（如下图）若采用皮带电控远控时，测速装置的+12V电源端（红色或黄色）接在+12V(X1:2)，速度输出端（蓝色）接在VF(X1:3)，0V端（黄色或白色）接在0V(X1:4)。X1:5和X1:6接到皮带电控的控制接点。（如下图）若采用皮带综保远控时，测速装置的+12V电源端（红色或黄色）接在+12V(X1:2)，速度输出端（蓝色）接在VF(X1:3)，0V端（黄色或白色）接在0V(X1:4)。X1:5和X1:6接皮带综保的控制接点。皮带综保的36V供电电源由X4端子提高。（如下图）多机联动时必需定义其中一台软起动器为主机，其它软起动器定为从机（方法见5.f）条所述）。主机可以采用就地控制或远方控制方式，从机应工作在远方控制方式下。主机接测速装置，从机无需接测速装置。用屏蔽电缆将主机的485A和485B端子（X1:8和X1:9）与所有从机的485A和485B端子（X1:8和X1:9）并联，从机通过与主机通信，跟踪主机电流，达到功率平衡的目的。若采用外接按钮盒远控时，测速装置的+12V电源端（红色或黄色）接在主机+12V(X1:2)，速度输出端（蓝色）接在主机VF(X1:3)，0V端（黄色或白色）接在主机0V(X1:4)。主机X1:5接停止按钮，主机X1:6接启动按钮，主机X1:7接自保接点。从机的启动控制（从机X1:5和X1:6）由主机的启动及运行辅助输出接点并联后提供。必要的皮带保护（如拉线和跑偏），以及从机的故障接点（X3:2和X3:3）、从机的就地停止按钮（X4:2和X4:4）串接在停止回路。（如下图）若采用皮带电控远控时，测速装置的+12V电源端（红色或黄色）接在主机+12V(X1:2)，速度输出端（蓝色）接在主机VF(X1:3)，0V端（黄色或白色）接在主机0V(X1:4)。主机X1:5和X1:6接皮带电控控制接点。从机的启动控制（从机X1:5和X1:6）由主机的启动及运行辅助输出接点并联后提供。从机的故障接点（X3:2和X3:3）串接在皮带电控控制回路。（如下图）若采用皮带综保远控时，测速装置的+12V电源端（红色或黄色）接在主机+12V(X1:2)，速度输出端（蓝色）接在主机VF(X1:3)，0V端（黄色或白色）接在主机0V(X1:4)。主机X1:5和X1:6接皮带综保控制接点。从机的启动控制（从机X1:5和X1:6）由主机的启动及运行辅助输出接点并联后提供。皮带综保的36V供电电源由主机提高，同时将从机的故障接点（X3:2和X3:3）和从机的就地停止按钮（X4:2和X4:4）串接在电源回路。（如下图）f)主/从机状态在监控板RQD4-C上设定。打开软启动起动器壳体门，在SSD-591传动控制器背面的监控板RQD4-C上面，有两挡的拨码开关，主机状态:开关为OFF；从机状态：开关为ON。g)本起动器可以采用软启动/直接启动方式，将门上的转换开关拨至软启动状态，起动器将按软启动方式进行工作；将转换开关拨至直接启动状态，软启动起动器中的旁路接触器在启动时闭合，直接全压启动电机（只在特殊情况下使用）。h)速度传感器由测速架、固定块和钢丝绳组成（如下图所示）。速度传感器安装在皮带机机头部、传动滚筒后部、下皮带较水平的部位，安装时测速架上的尼龙轮指向皮带的运动方向，固定块安装在皮带机头的侧梁上，调整钢丝绳的长度使测速架水平略向上倾斜。打开测速架上的接线盒，将速度传感头上的电源端（红或黄线）、速度信号端（蓝线）、接地端（黄或白线）分别接在软启动起动器接线腔的端子X1：2（+12V电源端）、X1：3（VF速度端）、X1：4（0V接地端）端上，如果是多机联动，速度传感器只接在主机上。速度传感器工作是否正常，对软启动器起动性能影响很大，在使用时应经常维护，若速度传感器损坏，在LCD显示屏上会显示“丢失带速”,此时设备仍能工作，但应该尽快维修。i)安装使用具体顺序如下： 安装主电源，A、B、C接电源，U、V、W接负荷； 安装测速装置； 确定主/从机状态的设定，将控制板RQD4-C上的拨码开关设定在主机或从机的相应位置（单机为主机状态）； 设定或确认参数的正确性； 确认以上连接无误后，通电试车。 6、使用、操作a) 使用前的准备和检查b) 操作顺序： 根据电机转向合隔离开关； 根据操作方式，就地控制时，按下主机箱体上的启动按钮；远控时，由远控接点控制主机启动。从机的控制由主机控制。 停机时，就地控制状态，按下主机箱体上的停止按钮；远控时，由远控接点控制停机。7、故障分析与排除当系统出现故障时，故障指示灯亮，LCD显示器上有故障原因指示，同时控制器记录故障信息。系统重新上电时也可以查看上次的故障原因，在系统待机状态下，用磁性笔点住磁性按钮“选择”，LCD屏幕显示如下：主机 主电路备妥X X X（A）/ Y Y /其中XXX（A）表示最后停机时的负载电流；YY代码表示最后一次故障原因，下表是YY代码含义：YY代码所表示的含义可能原因排除方法0无故障1控制器故障SSD-591损坏更换SSD-5912丢失脉冲有个别可控硅未工作检查SSD-591触发及可控硅3缺相三相供电缺相检查供电线路、同步变压器及其接线4可控硅过热可控硅温度过高暂停使用5欠压供电电压低于额定电压的60%检查供电系统6漏电闭锁负荷电缆及电机的绝缘电阻低于要求（注一）检查负荷电缆及电机的绝缘情况7旁路失败旁路接触器K2未吸合检查旁路接触器K2及其辅助触点的接线是否可靠12-79过载设备负载过重，数字表示过载倍数，如45表示过载4.5倍（注二）减小负载80短路电机或电缆故障检查电机或电缆故障注一：漏电闭锁保护特性：主回路额定工作电压（V）闭锁动作值（K）允许误差66022+20%114040+20%注二：过载保护特性：实际电流/整定电流动作时间初始状态1.05长期不动作热态1.25t20热态1.51t3热态6.08t16热态8、维护保养 a)定期清除外壳的污垢、煤尘； b)检查外壳有无损坏，紧固件是否松动； c)电缆引入装置是否完好，电缆是否松动； d)检查操作按钮是否灵活可靠，显示灯是否正常工作； e)定期对控制器进行绝缘检查； f)定期检查测速装置，确保测速装置正常工作（对多机联动特别重要，切记！）； g) 定期检查晶闸管，用万用表测量门极与阴极之间电阻，阻值为5-50时，晶闸管正常。9、运输与储存 a)运输过程中包装箱不得倒置、倒放，不得遭受强烈颠簸、震动、碰撞及雪、雨的侵袭。 b)起动器应存放在空气流通、干燥、无破坏绝缘的介质的仓库中。10、订货须知及开箱检查 用户定货时必须提供：a）皮带机型号规格； b）电动机型号及电压等级； c）启动加速度要求； d) 如用户要求超过本说明书所规定的使用条件，可特殊订制。开箱检查：a)检查随机文件是否齐全；b)检查设备外观。11、注意事项 a)起动器两次起动时间间隔尽量不小于5分钟（软启动状态）。 b)安装时切勿使用兆欧表测量进出线相间电阻以免损坏内部元件，如需要测量进出线相间电阻时，可用万用表测量。 c)本起动器提供四组继电器触点（常开或常闭），分别表示软启动器工作在起动状态、运行状态、故障状态和顺控控制，供用户自己选用。附录：一、 参数设定QJR3-315/1140矿用隔爆兼本质安全型交流软启动器（以下简称软启动）的参数设定是依据以下原则进行的：1、软启动的目的是：使带式输送机以匀加速方式启动，限制皮带的启动加速度在0.1m/s20.3 m/s2范围内，这样可以减少启动过程中，驱动电机对减速箱等机械设备的冲击力矩，以及皮带所承受的动张力。2、为了满足异步电机启动力矩的要求，软启动时的启动电流将达到额定电流的6倍。为了减少软启动时由于大电流而产生的电压降对启动力矩的影响，供电变压器的容量应符合以下经验公式：Pb1.5*COS*PM其中：Pb-供电变压器视在功率（KVA）COS-异步电机功率因数PM-异步电机功率（KW）依据以上的原则，参数设定方法如下：1、 额定电流IE：根据电机的额定电流设定。准确设定额定电流可以保证对电机过载、短路保护的准确性。2、 过载倍数NI：为了启动顺利，尤其是在重载条件下保证启动力矩，过载倍数应大于500%，但根据上述的第二条原则，若供电变压器的容量较小，软启动时的大电流会造成供电变压器二次侧电压降，电压降低使电机启动力矩下降、启动困难。遇到上述情况，要适当限制启动电流，这样可以提高供电变压器二次侧电压，有利于改善电机输出力矩。过载倍数设定为多大较合适，由现场调试情况决定，一般不能小于400%。3、 额定带速VE：根据带式输送机的额定带速设定。4、 加速时间TS：根据上述的第一条原则，按以下公式可以计算出加速时间的范围：0.3 m/s2VE/TS0.1m/s2。举例说明：额定带速VE=2.5 m/s，则2.5 m/s 0.1 m/s2TS2.5 m/s 0.3m/s2 25sTS8.3s在上述范围内选择加速时间时，还要考虑到负载的大小，以及供电变压器的容量富余量。当负载偏大或供电变压器的容量富余量不够时，尽量减小加速时间。5、 切换时间TQ：为了防止切换时的二次冲击，应使电机加速到额定速度并稳定运行后再切换到电网供电运行，所以切换时间应比加速时间大15s，即TQ=TS+15s。6、 负载系数AF：负载系数设定好坏直接影响到软启动性能，根据经验先设定为100%，再依据启动情况调整。如下图所示，曲线是理想的启动曲线，若出现曲线、的情况时，可以适当减少负载系数，若出现曲线的情况时，可以适当增加负载系数。7、 顺控延时TN：若有顺控的要求，按启动到顺控输出的时间要求设定。20二、屏蔽故障软启动出现故障，如果能确定故障原因，并且能确保取消故障部件不影响软启动基本功能，则可以暂时屏蔽该项保护功能，屏蔽方法如下：故障代码1（控制器故障）：591控制器正面下侧有三排端子A1A9，B1B9，C1C9，将B7上的线拆下，接到C9上。故障代码2（丢失脉冲）：拆除B5上的接线。故障代码3（缺相）：拆除B6上的接线。故障代码5（欠压）：屏蔽权值为16，方法见注1。故障代码6（漏电闭锁）：拆除漏电闭锁单元，将其插座的7、8号插孔或接线排上的18、5号线短接。故障代码7（旁路失败）：屏蔽权值为32，方法见注1。故障代码1279（过载）：屏蔽权值为64，方法见注1。故障代码80（短路）：屏蔽权值为128，方法见注1。注1：将隔离开关手把恢复到零位，使设备断电。用两支磁性笔分别放置在“选择”和“确认”两个磁性按钮上，同时合上隔离开关送电。松开磁性笔，再用磁性笔点击“确认” 按钮，进入设定画面。用“选择”键可以循环查看参数，现在看到的参数与正常送电后看到的参数不同，分别为“参数1”“参数4”。其中“参数2”“参数4”是系统内部参数，请用户不要改动。“参数1”是用来屏蔽保护功能的屏蔽值，它是一个0250的数，基值为12，如有希望屏蔽的保护功能，就加上该保护的屏蔽权值，将得到的和数设定到“参数1”中。举例：希望屏蔽过载保护（屏蔽权值为64）和欠压保护（屏蔽权值为16），则12+16+64=92，“参数1”设为92即可。设定好后请用磁性笔点击“确认” 按钮，再断开隔离开关，重新送电，使软启动恢复正常状态后使用。注2：若软启动出现故障，已经影响到软启动功能，无法正常软启动时，可以采取直接启动方式。但有时候软启动的故障会使监控板的故障接点断开，使直接启动无法进行。遇到这种情况时，可以将故障接点短接，即将监控板上的Z6插座的6、7短接，或将芯架上的继电回路端子排中42号线和5号线短接。三、 故障排查方法故障名称可能原因检查或排除方法控制器故障监控板Z3：11、591控制器B7插头松动或联线断开。检查插头及联线。591控制器损坏。更换591控制器。监控板损坏。更换监控板。丢失脉冲591控制器背后中部三个5芯插头松动或触发联线断开。检查插头及联线。可控硅触发极损坏。触发极内阻大于5。可控硅损坏。可控硅阴阳极短路。591控制器触发电路损坏。更换591控制器。缺相供电电源缺相。检查供电电源。同步变压器进线插头松动或联线断开。检查插头及联线。同步变压器出线插头到监控板Z6插头松动或联线断开。检查插头及联线。591控制器到监控板Z4插头松动或联线断开。检查插头及联线。591控制器同步电路损坏。更换591控制器。欠压供电电压低于额定电压的60%检查供电电源。同步变压器进线插头松动、联线断开或电压等级选择不对。检查插头及联线。同步变压器出线插头到监控板Z6插头松动或联线断开。检查插头及联线。监控板损坏。更换监控板。漏电闭锁负荷电缆及电机的绝缘电阻低于要求。检查负荷电缆及电机的绝缘电阻。漏电闭锁单元接线到监控板Z5插头松动或联线断开。检查插头及联线。漏电闭锁单元损坏。更换漏电闭锁单元。旁路失败旁路接触器K2接线到监控板Z5插头松动或联线断开。检查插头及联线。旁路接触器K2损坏未吸合。更换旁路接触器K2。过载设备负载过重。减小设备负载。监控板损坏。更换监控板。短路电机或电缆短路故障检查电机或电缆。监控板损坏。更换监控板。四、 从机设定方法在多机联动