K5矿用隔型软启动.doc

KDK4软启动控制器
使用、操作说明书

抚顺市沃尔普机电设备有限公司
二○○三年七月目 录

1、概述 2
2、主要功能特点 2
3、主要技术指标 3
4、型号与规格 4
5、主要结构特征 4
6、主要工作原理 4
7、控制板说明 5
8、软起动使用方法 7
9、随同产品装箱文件 10
10、订货须知 10
1、概述
KDK4矿用隔爆型电机软启动控制器（以下简称软启动器）是抚顺市沃尔普机电设备有限公司开发的新一代高新技术产品，其核心部分可控硅及微处理器控制单元均为美国产品。它采用了先进的微处理器和电力电子控制及全数字无速度矢量控制，实现了交流电机的软启动等，最大限度消除了机械及电气冲击，延长了设备使用寿命，是液力耦合器及其它电机启动设备理想的更新换代产品。它具有技术先进、工作安全可靠、维护方便、使用寿命长等特点，技术性能达到当今国际先进水平。
使用条件：
本控制柜为隔爆型“d”类，适用“Ⅰ”类环境，即煤矿井下，因此使用环境要求：
l 环境温度为-20℃～+40℃
l 环境空气相对湿度不应大于90%
l 海拔高度不超过2000m
l 适用于环境中可能存在爆炸性气体混合物的1区或2区
l 环境中允许有轻微腐蚀性气体存在（但不允许中腐蚀和重腐蚀环境）
l 无剧烈的冲击或振动的环境
l 陆地（包括煤矿井下）环境（不适用于海上、船用等）
l 不适用于户外露天环境安装、使用
2、主要功能特点
2.1 核心控制部分，包括可控硅、微处理器，检测模块、保护模块，具有技术先进，功能齐全，性能稳定，抗干扰能力强，运行可靠等特点。
2.2 采用了先进的电力电子器件和全数字无速度矢量控制技术，实现电流、速度的双闭环控制，具有软启动、软停止、泵停止、启动检测等功能，能满足风机、水泵、胶带输送机、刮板输送机等不同负载对象的控制要求。
2.3真正的可控软启动、软停止，参数可调，其中软启动时间10、40、180s、起始电压20%～100%Ue、限流0～4Ie、停止时间10、40、180s，用户可以根据负荷情况控制电机按“S”曲线或预先给定的曲线平滑启动、停止。
2.4通过控制电机的端电压，避免了高启动转矩和启动电流的峰值，一方面可以使工作机械不受三相交流启动过程中过大的加速转矩作用，另一方面也使供电系统免受过大启动电流冲击的作用。对加速转矩进行一定的限制和控制，大大减轻了作用在被传送物体上的机械应力，减小了工作机械和传动装置的零部件磨损，从而达到了减少维护工作量、提高工作安全性能和延长设备的使用寿命等功效。
2.5对于胶带输送机等大惯量负载，不可避免有重载启动和压煤现象，此软启动器是专门为胶带输送机这类大惯量重负载设计的。尤其适用于高启动频率、点动模式或重载启动的驱动场合。并通过国家中小电机检测中心的软启动满负荷重载试验。通过软启动器控制，有效抑制了胶带动态张力，从而大大延长了胶带的使用寿命。
2.6软启动器自身的自诊断和保护功能齐全，启动、停止过程中具有温度、过流、过载、缺相、过负荷、线路故障、电机失速、可控硅故障等保护，因此，无论是外部还是内部产生的各类干扰、故障信号，都会因为上述保护功能的存在使得软启动器更为安全可靠。
2.7报警指示功能与故障类型一一对应，大大减少维护、维修工作量。
2.8过负载能力强，允许额定电流115%长期运行，频率范围45～66HZ，允许电压波动范围为+10%、-25%。
2.9内部装置为导轨手车式，手车具有互换性；主回路进出线，控制回路采用接插件连接方式。
3、主要技术指标
额定工作电压： 交流1140V，660V，380V（订货需说明）
额定工作电流： 85A、110A、140A、205A（订货需说明）
额定频率： 45～66Hz
软启动时间： 10-40-180s
软停止时间： 10-40-180s
电流限制： Ie, 1.5Ie, 2Ie, 3Ie, 4Ie
启动电压： 20～100%Ue
外形尺寸,L×B×H: 760 mm×945 mm×603 mm（宽×高×厚）,如图1所示。

图 1
4、型号与规格
KDK4——200/660V
工作电压（V）
工作电流（A）
型 号

5、主要结构特征
软启动器外形见图1，上部为接线腔，下部为主腔。
接线腔内有3个主回路进线接线柱，3个主回路出线接线柱，2个9芯控制线接续线端子。两侧各有2个主回路电缆引入装置，最大引入电缆外径为φ78mm；两侧各有1个控制线进线装置，引入电缆外径为φ12.9mm。
主腔内有软启动器组件、控制变压器、中间继电器板和旁路接触器，这些部件均安装在抽屉式机架上，以便现场维护使用。
旁路接触器上下各有3个接线端装有6个动触头，相应6个静弹性触头安装在主腔后壁的支承板上。松开机芯底座上的2个固定螺钉，拔下接线板上的航空插头插接件后，整个机芯可从主腔内拉出，便于维护。

6、主要工作原理
由于电机的转矩与加在定子端的电压平方成正比，而电机电流与定子端的电压成正比，因此，可以通过控制电压对加速转矩和启动电流进行限制，电压的控制是通过控制可控硅的相位角实现的。
软启动器主回路是采用三对反并联可控硅（电气原理图见后），利用无速度全数字控制技术，通过速度与电流的闭环调节来完成电机端电压、电流的控制，从而实现电机的软启动等。工作时，软启动器接收到控制信号后，由微处理器根据面板设定的参数，控制三相可控硅的导通角，使得电机按设定的值平滑启动。启动结束后，由控制器发出信号，使旁路真空接触器进入正常工作后，可控硅暂停工作。
需要停车时，给出停车信号，真空接触器断开，停止工作，然后由可控硅完成全部停车过程。
7、控制板说明
该控制板主要用于三相可控硅反并联交流相控调压电路，可实现交流电动机软起动，减少交流电动机直接起动时对电网及机械设备的冲击。RSC6F—1板带输出脉冲变压器，可直接触发可控硅。
7．1、主要技术参数
7．1．1主电路额定工作电压：380V（50HZ）
7．1．2交流供电电源： 单相（18V+18V）/0.3A；18V/1A。
7．1．3交流同步电源： 三相四线、相电压10V/0.1A。
7．1．4电流反馈信号： DC2V或三相AC100mA
7．1．5触发脉冲移相范围： α=0~150°。
7．1．6脉冲对称度： 小于0.5°。
7．1．7脉冲信号宽度： 80°。
7．1．8触发脉冲峰值电压： 10V（RSC6M—1）。
24V（RSC6M—1）。
7．1．9触发脉冲最大电流： 400 mA。
7．1．10继电器接点容量： AC：48V/2A。
7．2电位器
7．2．1 RP1/C：电流反馈系数调节电位器。接通K1短接端子，当主电路为额定电流时，调整RP1电位器，使TP2/IF点为2V。
7．2．2 RP4/T：K13短接端子接通时，调整RP4检查触发脉冲移相范围，顺时针α应从
150°到0°，即交流电压由小到大。
7．3、控制板的接线端子与参数
7．3．1触发脉冲与可控硅对应关系按电路图连接。
7．3．2主连接器XO
主连接器XO，共32线，端子号排列清请参考图A一、二，各端子功能见表A—
表A—
功 能
端子号
参 数
触发电源
D2
AC：18V/1.0A
Z2
工作电源
D4
AC：18V/0.3A
Z4
双18V工作电源中点
D6
AC：18V/0.3A
同步信号
D26
A相：相电压，10V/0.1A
Z26
B相：相电压，10V/0.1A
D28
C相：相电压，10V/0.1A
Z6
三相同步信号中性点
电流反馈信号
Z30
正端：直流电压信号2V/ILN
Z14
接地端
Z32
弱电流互感器电流信号，线电流ILN/100mA
D32
D30
控制信号
Z10
接地为起动，悬空为停止
D8
接地为封锁触发脉冲
D10
接地时故障记忆复位
D16
接地为故障状态，EX灯亮，带记忆
Z12
控制信号接地点
故障输出
D20
常闭触点，故障时闭合
D22
常开触点，故障时分断
D24
公共点
起动完成输出
D14
常开触点，起动完成时触点闭合
D12

7．4、发光二极管
发光二极管指示状态，见表A二

表A二
代 号
发光二级管亮时指示状态
颜色
+24
+24V正常
绿色
SB
允许启动
黄色
PH
相序错或缺相
红色
OL
过载
红色
EX
外部故障，当XO的D16端接地端时
红色
ST
起动
绿色
OK
无故障，J1继电器吸合
绿色
RUN
起动完成，J2继电器吸合
绿色
LED1~6
六路脉冲指示
绿色
7．5、主控板调试：
（调机时可作为参考）
7．5．1检查同步变压器及各触发脉冲与主电路晶闸管的连接是否正确。
7．5．2控制板通电后，各发光二极管指示应正常。
7．5．3将K13/T短接，将电位器RP4逆时针旋转到底。
7．5．4带假负载，合主电路，顺时针缓慢调节RP4，用万用表分别测量三相电压，三相电压应从0~380V变化，中间不应有跳变现象，否则说明相位或者相序不正确。
7．5．5如用示波器观察，调节电位器RP4，脉冲移相范围应在0~150°。
7．5．6带电动机，合主电路，顺时针缓慢调节RP4，电动机应平稳加速到全速。
7．5．7当电动机为额定转速时，调RP1/C电位器，对应电动机额定电流，TP2点的直流电压为2V（应不高于2V）。
7．5．8建议采用限流软启动时，短接K8/A3。（如采用时间软启动，应根据电动机惯量大小设定K6、K7、K8。）
7．5．9将K12/L短接，使控制板为软启动工作状态。
7．5．10设定最大起动电流倍数，建议初次设定为二倍，短接K3/2.0。
7．5．11合主电源，进行软起动操作。
7．5．12根据起动情况，调整起动电流倍数。
7．5．13建议采用电动机自由停车方式，将K15/F短接。（如果选择软停车，将K14/S短接，还应根据电动机惯量大小设定K9、K10、K11。）
8、软起动使用方法
8.1 安装接线
8.1.1 软启动器与电机及其它开关连线之前，用万用表测量每相可控硅 （即进出端子）之间电阻应大于100kΩ，绝对禁止用兆欧表测量。
8.1.2用兆欧表测量每相输入或输出与机壳的绝缘电阻应不小于100MΩ，检查完毕，将控制盒上的接地线接好，若发现绝缘下降，请予以及时处理。
8.1.3 如图3所示，将软启动器串接在电机与其它开关之间。

图2
软启动器接线腔中的L1、L2、L3为进线端，与前一级开关相连；U、V、W为出线端，与电机连接（接线端子图4）。

图3
8.3 操作步骤
8.3.1 启动与停止过程
8.3.1.2 控制方式
由2只按钮制软启动器的启动、停止。
打开接线腔，将一常开按钮接在FXT1：2-4上，常闭按钮接在FXT1：4-6上，启动时由常开按钮操作，停止时由常闭按钮控制；
8.3.1.3 软启动器通过控制端子各外部提供信号如下：
电机运行信号2组（常开）： FXT2：6-7；FXT2：8-9
软启动故障信号2组：FXT2：2-3（常闭）； FXT2：4-5（常开）
8.3.1.4 参数设定
表A三
功 能
短接端子号
代号
短 接 时 功 能

最大起动电流设定
K1
1．0
最大起动电流为额定电流
K2
1．5
最大起动电流为额定电流1.5倍
K3
2．0
最大起动电流为额定电流2倍
K4
3．0
最大起动电流为额定电流3倍
K5
4．0
最大起动电流为额定电流4倍
软起动
速度挡
K6
A1
慢速挡：180S
K7
A2
中速挡：40S
K8
A3
快速挡：10 S
软停止
速度挡
K9
D1
慢速挡：180 S
K10
D2
中速挡：40S
K11
D3
快速挡：10S
工作方式
K12
L
软起动方式
K13
T
手动调式，用RP4电位器调试脉冲移相范围
停止方式
K14
S
停止时为软停止方式
K15
F
停止时为自由停止方式

全部接线检查无误，接通电源通电后主板上绿灯+24V，绿灯SB亮表示可以正常启动，绿灯ST亮表示正在启动中，绿灯RUN亮表示启动完成(同时，在继电器板的绿色。若红灯PH亮表示主板缺相，OL红灯亮过载，EX红灯亮故障状态，此时主板将被封锁无法启动。
8.3.1.5实际运行
在接电动机和软启动器之间联线时请关断上一级馈电开关，联线接好后盖好接线腔上盖，合上上一级馈电开关，使软启动器带电；按“启动”按钮，电机按设定启动方式启动，如启动效果不理想，则重新设定，直到电机按理想启动方式启动；电机无论在启动还是正常运行时按下“停止”按钮，电机都将停止运行，除非软启动器设定为软停方式。
8.4 使用注意事项
8．4.1 软启动器的外壳必须可靠接地。
8．4.2 测量绝缘电阻时，用兆欧表测量输入、输出端对机壳之间的绝缘电阻应不小于100MΩ。
8．4.3 切勿用兆欧表测量端子间及可控硅两端的电阻，以免对软启动器产生破坏。
8．4.4 使用软启动器后，根据需要适当调整前一级馈电开关或磁力启动器的电流整定值。
8．4.5 软启动器内的主要器件，特别是可控硅和控制盒部分，用户请勿私自拆卸、修理，以免造成事故和损失。
8．4.6 软启动器在运输过程中应避免强烈振动和翻滚。
8．4.7 在维修电动机时，软启动器的进线端子L1、L2、L3必须与电源完全断开。

9、随同产品装箱文件
9.1 装箱单；
9.2 产品合格证；
9.3 产品使用说明书；
10、订货须知
10.1 软启动器型号；
10.2 电机功率、电压、电流及负载类型；
10.3 订购台数；
10.4 订购的备件：
例：订购KDK4—200/660矿用隔爆型电机软启动器 3台
订购备件CKJ250/660真空接触器 1台

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