粉碎機(jī)是糧食加工工廠中的一種常見設(shè)備，廣泛應(yīng)用于各類大米、面粉和飼料加工工廠。粉碎機(jī)的生產(chǎn)控制有以下兩個(gè)特點(diǎn)：首先，隨著現(xiàn)代糧食加工工廠的規(guī)模不斷擴(kuò)大，粉碎機(jī)的產(chǎn)量越做越大，從而其電機(jī)的功率也越來越大。大功率的電動機(jī)在啟動時(shí)必定會對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊，降低從變壓器開始的低壓配電系統(tǒng)的負(fù)載能力。其次，粉碎機(jī)在日常生產(chǎn)中為充分利用錘片，使錘片兩邊磨損均勻，通常需要控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，并且轉(zhuǎn)動方向需與粉碎機(jī)進(jìn)料撥斗方向相匹配。因此，綜合以上特點(diǎn)，選擇合適的控制方式，使粉碎機(jī)啟動平穩(wěn)、對電網(wǎng)影響小、運(yùn)行可靠又經(jīng)濟(jì)實(shí)用，值得設(shè)計(jì)人員斟酌。
1、為何采用軟啟動器一拖三的控制方式
    糧食行業(yè)中大功率電動機(jī)，大多數(shù)都是采用傳統(tǒng)的啟動方式，以星三角降壓啟動和自耦降壓啟動最為常見，這兩種方式投資較小但啟動時(shí)對電網(wǎng)沖擊較大。軟啟動器是一種以半導(dǎo)體元件為核心的智能型產(chǎn)品，與傳統(tǒng)的啟動方式相比較，具有啟動電流小、對電網(wǎng)影響小、對設(shè)備機(jī)械沖擊小、啟動過程平緩、內(nèi)置有豐富的檢測和保護(hù)功能，有良好的節(jié)電效益等優(yōu)點(diǎn)，近年來在糧食行業(yè)中得到推廣應(yīng)用。常規(guī)的軟啟動器的應(yīng)用大多是“一拖一”的形式，即一臺軟啟動器啟動一臺電機(jī)，再加上正反轉(zhuǎn)的配置，工程投資成本較高。以一個(gè)“1000 t/d玉米半干法脫胚工廠”為例，工藝設(shè)計(jì)采用了3臺粉碎機(jī)，每臺250 kW，兩用一備。要求粉碎機(jī)空載啟動，電機(jī)能夠正反轉(zhuǎn)控制，啟動完成后喂料系統(tǒng)開始正常工作，喂料設(shè)備根據(jù)粉碎機(jī)的負(fù)載情況自動調(diào)節(jié)喂料流。因此，筆者考慮是否可以采用一臺軟起器，分別啟動3臺大功率電動機(jī)，達(dá)到既能利用軟啟動器的優(yōu)點(diǎn)又經(jīng)濟(jì)實(shí)用減少投資的目的。
    通過對比一下各種啟動方式在設(shè)備配置、投資成本和使用效果等方面的情況（見表1），除去相同配置（如每個(gè)網(wǎng)路的斷路器、互感器、熱繼電器等），表1中列舉的設(shè)備配置為不同啟動方式的差異配置，投資成本也是差異配置的成本。
    由表1可以看出，僅比較成本，星三角降壓啟動方式最低，但該方式對電網(wǎng)沖擊較大，故比較綜合投資成本和使用效果，針對上述工程需求，對于大功率的粉碎機(jī)，筆者選擇軟啟動一拖三控制方式，既利用了軟啟動器啟動平穩(wěn)的特點(diǎn)，又減少了投資成本，是一個(gè)比較合適的控制方案。
2、如何實(shí)現(xiàn)軟啟動器一拖三的控制方式
    在上述工程中，筆者選用了400 V級，250 kW智能軟起器，選用ABB品牌，型號：PSTB570 - 600- 70，適用于常規(guī)250 kW電動機(jī)啟動。
    “一拖三”軟啟動器控制系統(tǒng)具體原理圖如圖1、圖2所示，假設(shè)3臺粉碎機(jī)電機(jī)編號分別為205M、206M和207M，主電路中由1個(gè)軟啟動器、11個(gè)接觸器、還有3組互感器組成。其中，接觸器PSKMZ、PSKMF分別控制軟啟動器正轉(zhuǎn)啟動和反轉(zhuǎn)啟動，選擇接觸器205KM、206KM和207KM用于確定啟動哪臺電機(jī)，而接觸器205KMZ/F、206KMZ/F和207KMZ/F分別作為3臺電機(jī)啟動完成后的正轉(zhuǎn)／反轉(zhuǎn)旁路接觸器，使電機(jī)接入電網(wǎng)，投入正常工作。
    3組互感器是用來監(jiān)測3個(gè)電動機(jī)的工作電流，以實(shí)現(xiàn)電路的過載保護(hù)，當(dāng)電機(jī)過載時(shí)切斷電機(jī)的控制回路電源，使電機(jī)停止運(yùn)行。
    控制回路圖中，本文以205M電機(jī)的啟動控制為例，其余兩臺電機(jī)啟動、工作過程類似。205PKA1和205PKA2觸點(diǎn)是由可編程控制器(PLC)的輸出觸點(diǎn)，分別是電機(jī)的啟動信號和停止信號。當(dāng)手自動選擇開關(guān)處于自動位置時(shí)，PLC給出205M電機(jī)啟動信號，205PKA1觸電閉合然后接觸器205KM吸合，205KM觸點(diǎn)接通，由粉碎機(jī)進(jìn)料撥斗的行程開關(guān)觸點(diǎn)c20ss03和205SQ4)決定，205M本次啟動是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)。進(jìn)料撥斗的方向，由車間生產(chǎn)人員在現(xiàn)場根據(jù)錘片磨損情況確定。如果進(jìn)料撥斗采用自控設(shè)備（電動元件或氣動元件）進(jìn)行驅(qū)動，我們可以讓生產(chǎn)控制系統(tǒng)根據(jù)錘片運(yùn)行的時(shí)間、粉碎品種的容重、產(chǎn)量等條件進(jìn)行整合，自動判斷和控制進(jìn)料撥斗的狀況，避免操作人員的惰性失誤和經(jīng)驗(yàn)不足造成對設(shè)備的損傷。同時(shí)，我們可以間接地為設(shè)備制造廠商提供錘片實(shí)際運(yùn)行的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，以利于在材質(zhì)、形狀、運(yùn)行環(huán)境等方面的研究和改進(jìn)，這是車間管理信息化系統(tǒng)(MES)的一個(gè)功能和研究方向，本文不再深入討論。我們假設(shè)反轉(zhuǎn)行程觸點(diǎn)接通（正轉(zhuǎn)情況同理可推），本次啟動為反轉(zhuǎn)啟動，反轉(zhuǎn)啟動繼電器205KAF吸合，控制回路圖1中205KAF觸點(diǎn)閉合，軟啟動器反轉(zhuǎn)啟動器PSKMF線圈吸合，軟啟動器主電路接通，同時(shí)控制回路圖2中PSKMF觸點(diǎn)閉合，繼電器205KAS線圈吸合，電機(jī)啟動一段時(shí)間，運(yùn)行電流達(dá)到正常范圍后，軟啟動器輸出啟動完成信號，旁路繼電器PSKA2線圈吸合，圖2中PSKA2觸點(diǎn)閉合，反轉(zhuǎn)旁路接觸器205KMF線圈吸合，電機(jī)切換到旁路正常運(yùn)行，啟動完成，同時(shí)205KAR吸合從而切斷軟啟動器主回路和控制信號，軟啟動器停止運(yùn)行。
    在電機(jī)啟動時(shí)，為了避免同一時(shí)間啟動多臺電機(jī)，產(chǎn)生不必要的大電流，導(dǎo)致故障，所以回路中的3個(gè)選擇用接觸器(205KM、206KM和207KM)線圈設(shè)計(jì)有互鎖電路，確保“一拖三”的穩(wěn)定運(yùn)行；同時(shí)在電機(jī)啟動和運(yùn)行中，為了明確區(qū)分正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，在控制正反轉(zhuǎn)的接觸器(PSKMZ和PSKMF，205KMZ和205KMF)和中間繼電器(205KAZ和205KAF)線圈回路中也設(shè)計(jì)有互鎖電路。
    另外，在電機(jī)處于手動控制時(shí)，啟動按鈕只有在軟啟動器前次啟動過程結(jié)束一段時(shí)間以后，才能再次工作，這是因?yàn)檐泦�動器啟動了大功率電機(jī)后需要冷卻，才能繼續(xù)啟動下一臺電機(jī)，這個(gè)由斷電延時(shí)繼電器實(shí)現(xiàn)。當(dāng)選擇自動控制時(shí)，可由PLC的程序保證冷卻時(shí)間。
    鑒于粉碎機(jī)控制的特殊性，回路圖中還有L些安全性配置，不同廠家的產(chǎn)品可能略有差異，這里不再敘述，可參考具體產(chǎn)品說明書進(jìn)行設(shè)計(jì)。
3、實(shí)際效果
    ABB軟啟器“一拖三”控制系統(tǒng)，使用兩年來，一直都沒有發(fā)生過故障。采用這種“一拖三”的方案既穩(wěn)定、可靠、節(jié)能，又很好地降低了投資設(shè)備的成本，不需要每臺大功率電機(jī)都單獨(dú)配備啟動器，給客戶帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益。


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