粉碎機是糧食加工工廠中的一種常見設備，廣泛應用于各類大米、面粉和飼料加工工廠。粉碎機的生產控制有以下兩個特點：首先，隨著現代糧食加工工廠的規模不斷擴大，粉碎機的產量越做越大，從而其電機的功率也越來越大。大功率的電動機在啟動時必定會對電網產生沖擊，降低從變壓器開始的低壓配電系統的負載能力。其次，粉碎機在日常生產中為充分利用錘片，使錘片兩邊磨損均勻，通常需要控制電機實現正反轉，并且轉動方向需與粉碎機進料撥斗方向相匹配。因此，綜合以上特點，選擇合適的控制方式，使粉碎機啟動平穩、對電網影響小、運行可靠又經濟實用，值得設計人員斟酌。
1、為何采用軟啟動器一拖三的控制方式
    糧食行業中大功率電動機，大多數都是采用傳統的啟動方式，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對電網沖擊較大。軟啟動器是一種以半導體元件為核心的智能型產品，與傳統的啟動方式相比較，具有啟動電流小、對電網影響小、對設備機械沖擊小、啟動過程平緩、內置有豐富的檢測和保護功能，有良好的節電效益等優點，近年來在糧食行業中得到推廣應用。常規的軟啟動器的應用大多是“一拖一”的形式，即一臺軟啟動器啟動一臺電機，再加上正反轉的配置，工程投資成本較高。以一個“1000 t/d玉米半干法脫胚工廠”為例，工藝設計采用了3臺粉碎機，每臺250 kW，兩用一備。要求粉碎機空載啟動，電機能夠正反轉控制，啟動完成后喂料系統開始正常工作，喂料設備根據粉碎機的負載情況自動調節喂料流。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，達到既能利用軟啟動器的優點又經濟實用減少投資的目的。
    通過對比一下各種啟動方式在設備配置、投資成本和使用效果等方面的情況（見表1），除去相同配置（如每個網路的斷路器、互感器、熱繼電器等），表1中列舉的設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，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的特點，又減少了投資成本，是一個比較合適的控制方案。
2、如何實現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250 kW電動機啟動。
    “一拖三”軟啟動器控制系統具體原理圖如圖1、圖2所示，假設3臺粉碎機電機編號分別為205M、206M和207M，主電路中由1個軟啟動器、11個接觸器、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啟動和反轉啟動，選擇接觸器205KM、206KM和207KM用于確定啟動哪臺電機，而接觸器205KMZ/F、206KMZ/F和207KMZ/F分別作為3臺電機啟動完成后的正轉／反轉旁路接觸器，使電機接入電網，投入正常工作。
    3組互感器是用來監測3個電動機的工作電流，以實現電路的過載保護，當電機過載時切斷電機的控制回路電源，使電機停止運行。
    控制回路圖中，本文以205M電機的啟動控制為例，其余兩臺電機啟動、工作過程類似。205PKA1和205PKA2觸點是由可編程控制器(PLC)的輸出觸點，分別是電機的啟動信號和停止信號。當手自動選擇開關處于自動位置時，PLC給出205M電機啟動信號，205PKA1觸電閉合然后接觸器205KM吸合，205KM觸點接通，由粉碎機進料撥斗的行程開關觸點c20ss03和205SQ4)決定，205M本次啟動是正轉還是反轉。進料撥斗的方向，由車間生產人員在現場根據錘片磨損情況確定。如果進料撥斗采用自控設備（電動元件或氣動元件）進行驅動，我們可以讓生產控制系統根據錘片運行的時間、粉碎品種的容重、產量等條件進行整合，自動判斷和控制進料撥斗的狀況，避免操作人員的惰性失誤和經驗不足造成對設備的損傷。同時，我們可以間接地為設備制造廠商提供錘片實際運行的工作狀態數據統計分析，以利于在材質、形狀、運行環境等方面的研究和改進，這是車間管理信息化系統(MES)的一個功能和研究方向，本文不再深入討論。我們假設反轉行程觸點接通（正轉情況同理可推），本次啟動為反轉啟動，反轉啟動繼電器205KAF吸合，控制回路圖1中205KAF觸點閉合，軟啟動器反轉啟動器PSKMF線圈吸合，軟啟動器主電路接通，同時控制回路圖2中PSKMF觸點閉合，繼電器205KAS線圈吸合，電機啟動一段時間，運行電流達到正常范圍后，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觸點閉合，反轉旁路接觸器205KMF線圈吸合，電機切換到旁路正常運行，啟動完成，同時205KAR吸合從而切斷軟啟動器主回路和控制信號，軟啟動器停止運行。
    在電機啟動時，為了避免同一時間啟動多臺電機，產生不必要的大電流，導致故障，所以回路中的3個選擇用接觸器(205KM、206KM和207KM)線圈設計有互鎖電路，確保“一拖三”的穩定運行；同時在電機啟動和運行中，為了明確區分正轉和反轉，在控制正反轉的接觸器(PSKMZ和PSKMF，205KMZ和205KMF)和中間繼電器(205KAZ和205KAF)線圈回路中也設計有互鎖電路。
    另外，在電機處于手動控制時，啟動按鈕只有在軟啟動器前次啟動過程結束一段時間以后，才能再次工作，這是因為軟啟動器啟動了大功率電機后需要冷卻，才能繼續啟動下一臺電機，這個由斷電延時繼電器實現。當選擇自動控制時，可由PLC的程序保證冷卻時間。
    鑒于粉碎機控制的特殊性，回路圖中還有L些安全性配置，不同廠家的產品可能略有差異，這里不再敘述，可參考具體產品說明書進行設計。
3、實際效果
    ABB軟啟器“一拖三”控制系統，使用兩年來，一直都沒有發生過故障。采用這種“一拖三”的方案既穩定、可靠、節能，又很好地降低了投資設備的成本，不需要每臺大功率電機都單獨配備啟動器，給客戶帶來較好的經濟效益。


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