1、QJR说明书本秀QJR系列矿用隔爆兼本安型电磁软起动器（基于Benshow原装产品）使 用 说 明 书天地（常州）自动化股份有限公司煤炭科学研究总院常州自动化研究院2008年3月 1.6版执行标准GB 3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第1部分 通用要求GB 3836.2-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第2部分 隔爆型“d”GB 3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第4部分 本质安全型“i”MT/T 9432005 矿用低压交流软起动器目 录1 概述 22 主要功能特点 23 主要技术指标 34 型号与规格 55 主要结构特征 56 工作原理 57 使用方法
2、 78 常见故障排除 149 随同产品装箱文件 1510 订货须知 151 概述QJR系列矿用隔爆兼本质安全型电磁软起动器是天地（常州）自动化股份有限公司（煤炭科学研究总院常州自动化研究院）研制的新一代软起动器。该产品将电机软起动器与电机磁力起动器合二为一，不但具有电机软起动器的优良性能，而且新增了电机综合保护的功能。软起动器的核心单元部件采用美国Benshow公司的原装产品，该产品控制单元采用先进的微处理器和电力电子控制技术，实现了交流电机的软起动、软停止等，最大限度地消除机械及电气冲击，延长设备的使用寿命，是液力耦合器及其它电机起动设备理想的更新换代产品。电机综合保护单元采用了特殊的抗干扰
3、措施，具有良好的过载反时限保护、过流保护、断相保护及漏电闭锁保护等，动作准确可靠，各种保护均有试验和对应的显示功能。该产品具有技术先进、结构合理、工作安全可靠、分断能力强、维护方便、使用寿命长等特点。该产品用于交流50Hz，电压1140V、660V的供电系统中，对电流400A以下的三相鼠笼电机进行软起动、软停止，并对线路和电机进行综合保护，也可进行多台同型号的设备联锁顺序控制。在停机状态下，可利用换相开关进行换相，改变电动机的旋转方向。本设备正常使用环境条件：海拔高度：2000m环境温度：540相对湿度：95（25）大气压力：80106kPa有沼气、煤尘爆炸性混合物、无显著振动和冲击、无滴水、
4、无明显破坏绝缘的气体或蒸汽的环境。2 主要功能特点2.1 核心单元部件采用美国Benshow公司原装产品，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 该设备有多种起动方式供用户选择，如：电压斜坡、电流斜坡、转矩斜坡、功率斜坡等。能满足风机、水泵、胶带输送机、刮板输送机、离心机、压碎机、球磨机等不同负载对象的控制要求。设备默认的起动方式为“电流斜坡”起动（该方式能更好的限制起动电流，克服过高的起动转矩），一方面使供电系统免受过大起动电流的冲击，另一方面可以使工作机械不受电机起动过程中过大的加速转矩作用。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
5、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。2.3 真正的可控软起动，众多参数连续线性可调，比如软起动时间0300s、起始限流50600Ie、最大电流100800Ie、突跳电流100800Ie、突跳起动时间0.110s等，用户可以根据负荷情况设置起动、停止模式及相关参数。2.4 对于胶带输送机等大惯量负载，重载起动和压煤现象不可避免，本产品专门为胶带输送机这类大惯量重负载设计。尤其适用于高起动频率、点动模式或重载起动的驱动场合。通过软起动器控制，有效地抑制了胶带的动态张力，能大大延长胶带的使用寿命。2.5 设备具有双重保护。一方面，软起动控制器的自诊断和保
6、护功能齐全，具有过流、过载、缺相、线路故障、电机失速、晶闸管故障等保护；另一方面，电机综合保护器采用了特殊抗干扰措施，具有良好的过载反时限保护、过流保护、断相保护及漏电闭锁保护等功能。动作准确可靠，使设备运行更加安全。2.6 各种保护功能均有试验和对应的显示功能。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。2.7 过负载能力强，允许在额定电流的115情况下长期运行，频率范围4566Hz，允许电压波动范围为2510。2.8 既可以就地控制，也能通过可编程序控制器（PLC）或其它设备对其进行远方控制。控制回路为本质安全型。2.9 结构简单,防爆外壳采用方型、快开门结构,内部装置为导轨
7、手车式，手车具有互换性；控制回路接线采用接插件连接方式，安装操作维护方便。2.10 软起动器具有三遥控制和电流检测功能。根据用户要求，可以通过增加通讯接口和电量变送器来实现这些功能。自带标准的RS485接口，用户可根据需要选配。3 主要技术指标额定工作电压：交流1140V，660V，380V额定工作电流：200A，315A，400A额定频率：50Hz软起动时间：0300s 软停止时间：1180s 突跳时间：0.110s可选起动方式：电压斜坡、电流斜坡、转矩斜坡、功率斜坡默认起动方式：电流斜坡起始电流限制：0.56Ie最大电流限制：18Ie保护功能：过载、过流、相不平衡（包括断相）、漏电闭锁、可
8、控硅故障、电源故障等主回路通断能力：接通4000A，分断3200A真空接触器极限分断能力：6000A真空接触器机械寿命：150万次隔离换相开关分断能力：6Ie隔离换相开关机械操作循环次数：正反向各6000次本安参数：最大开路电压26V，最大短路电流84mA防爆型式：隔爆兼本质安全型Exd【ib】I重量：420kg外形尺寸，lbh（mm）：9588751007，如图1所示。图 14 型号与规格QJR4 4001140（660）表1 电磁软起动器规格型号规格额定电流（A）被控电机功率(kW)1140V660VQJR4200/660200160QJR315/660315220QJR4400/6604
9、00315QJR4200/1140200250160QJR315/1140315400220QJR4400/11404005503155 主要结构特征电磁软起动器外形见图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个九芯控制线接线端子。两侧各有2个主回路电缆引入装置，最大引入电缆外径为78mm；侧面有4个控制线进线装置，最大引入电缆外径为12.9mm。主腔内有软起动器组件、综合保护器、控制变压器、控制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。隔离换相开关及测试开关均固定在主腔体的右侧。松开机芯底座上的2个固定螺钉，拔下接线板
10、上的航空插头插接件及相关接插连接件（恢复时注意不要接、插错）后，整个机芯可从主腔内拉出，便于维护。6 工作原理6.1 软起动器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起动电流进行限制，电压的控制是通过控制可控硅的导通角实现的。软起动器主回路采用三对反并联可控硅（电气原理图参见附图），控制部分的核心微处理器采集电网的同步信号、电压信号和电流信号等参数，控制软件根据这几个参数的变化，应用晶闸管相移技术，通过调节可控硅的导通角来完成对电机端电压、电流及转矩的控制，从而实现电机的软起动等。工作时，软起动控制器接收到控制信号后
11、，由微处理器根据设定的参数，控制三相可控硅的导通角，使得电机按设定的值平滑起动。起动结束后，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，由微处理器控制单元根据设定的停止方式和参数控制电机停止。6.2 电机综合保护器6.2.1 漏电闭锁保护漏电闭锁保护检测回路的最大电流不大于1.0mA。漏电检测回路在停运时检测负载线路绝缘情况，当绝缘电阻降低到相应的闭锁动作值时，综合保护器的继电器输出接点动作，控制电机起动回路的电源，达到闭锁的功能。动作特性见表2。表2 漏电闭锁保护特性主回路工作电压（V）闭锁动作值(k)解锁动作值(k)66022
12、20不大于1.5倍闭锁动作值11404020不大于1.5倍闭锁动作值6.2.2 相间不平衡（包括断相）保护当主回路发生断相或相间不平衡达到一定程度时，保护器动作，切断起动回路。只有在排除故障后，设备才能再次起动。动作特性见表3。表3 相不平衡保护特性序号任意两相电流第三相电流动作时间(秒)起始状态关系复位方式11.0Ie0.7Ie不动作无关21.0Ie0.5Ie310无关手动30.5Ie1.0Ie310无关手动6.2.3 过流保护当电流达到8Ie（+20,-10）整定电流时，过流保护动作，切断起动器。动作时间0.250.05秒。故障排除后，过流保护可通过按复位键进行手动复位。6.2.4 过载反
13、时限保护软起动器起动后，由电流互感器取电压信号，经电阻网络衰减、整流、滤波后将信号送至综合保护器过载信号检测输入端，保护特性符合反时限特性曲线。过载保护动作后，不能进行手动复位。在故障排除后，通过延时自动复位或断电复位。当负载运行后，保护器模拟电机的发热过程逐步由冷态向热态过渡，并最后稳定在热状态。此时若发生过载，则模拟电路由热态逐步向过载状态过渡，当达到过载状态时，综合保护器断开电机起动器，起到保护作用。在过载未动作前，若过载现象消失，则模拟电路自动返回到热态；若电机停运，则模拟电路由热态逐步返回至冷态。过载保护的范围为整定值（对应电动机的额定电流值）的1.056倍,动作时间视过载程度而异。
14、动作特性见表4。表4 过载反时限保护特性整定电流倍数动作时间（秒）起始状态复位方式复位时间（秒）1.05不动作1.23001200热态自动131.560180热态自动136816热态自动137 使用方法7.1 安装接线7.1.1 软起动器在与电机及其它开关连线之前，用万用表（最好为指针式）测量每相可控硅（即进出端子）之间电阻应大于100k，绝对禁止用兆欧表测量。7.1.2 短接主回路三相输入与输出，用兆欧表测量主回路与机壳的绝缘电阻应不小于50M，若发现绝缘下降，请予以及时处理或停止使用。7.1.3 如图2所示，将本设备串接在电机与电源开关之间。软起动器接线腔中的L1、L2、L3为进线端，与前
15、一级开关相连；U、V、W为出线端，与电机连接(接线端子见图3)。开 关 电磁软起动器 M 图 2图 37.1.4 本装置出厂时工作电压设置为1140V（除用户在订货时特别说明外），用户在使用中可以根据需要将工作电压调整到660V。操作步骤为：a、将控制板上的电压跨接片1140V转接至660V端子，选择开关拨至660；b、将微处理控制单元P76参数由1140改设为660；c、将综合保护器第1引脚线改接到第2引脚（否则不能进行正常漏电检测）；另外，注意被控电机的电流要小于本设备铭牌上的额定电流。绝对禁止将额定工作电压为AC660V的电磁软起动器用于AC1140V上！7.2 参数设定7.2.1软起动
16、控制器参数设定在检查所有接线全部正确的前提下（包括负载也接好），即可通电，软起动控制器上LED被点亮，正常情况下显示“rdy”，此时即可进行参数设置。在“rdy”状态下按“PARAM”键（数码管下方左边第二个键）即可进入菜单，此时显示“P1”，按“UP”键（数码管下方右边第二个键）或“DOWN”键（数码管下方左边第三个键）即可在P1P82之间切换菜单。在菜单状态下按“Enter”键（数码管下方右边第一个键），进入所选菜单，即可查看或设定所需的参数。修改某项参数时，进入菜单后，通过“UP”或“DOWN”键进行选择，选定后按“Enter”键确认，即完成该项参数的修改。按“PARAM”键回到“rdy
17、”状态。在出厂时，我公司已经对起动、停止、运行、保护等参数进行了设置，能满足大多数用户的使用要求。用户可以根据现场条件对表5所示参数进行修改，以达到最优的控制效果。表5 常用参数设定一览表菜单参数含义可设定值默认值P1电机额定电流16400200P6电机初始电流50600（）200P7电机最大电流100800（）500P8斜坡时间0300（秒）15P9切换时间1900（秒）16P10起动方式OLrP：电压斜坡curr：电流斜坡tt：转矩斜坡Pr：功率斜坡currP15停止方式CoS：自由停车SdcL：电压斜坡软停止TdcL：转矩斜坡软停止dcb：直流制动CoSP18软停止时间1180（秒）根据
18、情况设置P76电机额定电压10011401140/660注：表5中未列参数，在出厂时已经根据国家及煤炭行业相关标准和规定进行了设置，使用时请勿随意更改，否则会影响设备正常使用！7.2.2电机综合保护器参数设定根据电动机额定电流来整定综合保护器的工作电流值。综合保护器的整定方式由电阻网络衰减实现的，衰减的倍数由七个拨位开关K1K7来实现，使整定的电流值和电机的额定电流值相近，最好略小于电机额定电流值。整定方式：按下拨动开关，红点端为1，反之为0。表中整定电流值是互感器原边为单匝时的整定值，整定值见表6。表6 电流整定值表 电流单位：A整定电流K1K2K3K4K5K6K7整定 电流K1K2K3K4
19、K5K6K740110111018000110015010110011900011000601001011200001011170011111121000101018001110002200010100900110001240001001110001011012500010010110010100026000100011200100100290001000013001000103000001111140010000031500011101500011110330000110116000111003500001100170001101040000010117.2.3 联锁顺序起动当多台同类型的设
20、备需要联锁顺序起动时，将第一台设备的“联锁”信号FXT1：8、9接第二台的远控起动对应端（注意二极管的方向）FXT1：2、4。两台设备起动的延迟时间间隔由控制板上的KT2继电器设定。延时范围060秒（计时从第一台设备起车时开始，不是起动完成开始）。接线方式如图4所示。例如：胶带机采用双电机驱动，每台电机配一台软起动器，每条胶带机配两台软起动器，两台软起动器分别为1、2。采用该接线方式可起到两台电机联锁功能，两台软起动器同时工作，无论什么原因，一台软起动器停止工作，另一台也停止工作，杜绝单台电机工作。图4 联锁运行接线图7.2.4 本安信号输出（可选用设备）通过电流互感器从主回路中取得电流，送入
21、电量变送器KGD5，通过KGD5输出本安信号，用于显示和远传。订货时应指明变送器输出信号类型是：频率或电流。频率输出：2001000Hz；电流输出：420mA（最大负载330）。7.3 操作步骤7.3.1 起动与停止7.3.1.1 远控方式远控方式是指本设备由外接按钮开关或其它控制器如PLC、计算机等进行控制的运行方式。起车控制通过一个常开触点串接一个二极管在FXT1：4(接二极管负极)和FXT1:3之间实现；停车控制通过一个常闭触点接在FXT1:2和FXT1:3之间实现。远控、就地控制方式通过继电器控制板上的钮子开关K2进行设置：置于“YK”位置为远控方式；置于“JK”位置为就地控制。a.
22、安装接线和参数设定完毕后，在通电前应确认电网电压与软起动器内跳线、参数设置、拨位开关、漏电检测等是否一致（漏电检测通过综合保护器1、2脚引线输入信号：电机工作电压为1140V，漏电检测线接1脚；电机工作电压为660V，漏电检测线接2脚）。b. 检查远控/近控和软起/直起选择开关的设置情况。设定在远控方式下工作,一定要将继电器控制板上的K2钮子关开置于远控（YK）位置，否则不能起车。c. 检查接线腔内九芯盘FXT1：34是否已接好远控常开信号，请确认为常开，注意控制线对应二极管的方向；FXT1：23是否已接好远控常闭信号。同时查看接线腔内L1、L2、L3应与前级开关出线连接，U、V、W与负载电机
23、相连。d. 检查无误后，关上接线腔盖和主腔盖，合上隔离开关。此时从观察窗可以看到液晶显示屏和它旁边的红色指示灯以及综合保护器的电源指示灯亮，说明主回路和控制回路得电，本设备准备就绪。e. 需要对综合保护器进行测试时（在电机未工作状态下），在本设备的右上方有一个测试试验旋转开关，将此旋转开关置于不同的位置时，对相应的功能进行测试，同时对应的指示灯被点亮，测试试验旋转开关有空档位逆时针旋转60度，漏电测试；逆时针旋转30度，断相测试；顺时针旋转30度，过流测试；顺时针旋转60度，过载测试。测试完毕后，务必将转换开关置于中间空档位上。f. 将九芯盘FXT1：34控制信号闭合，软起动器即开始工作，软起
24、动器控制电机按照所设定各项参数平滑起动，当电机达到额定转速时，由软起动器内部发出信号，将真空接触器接通，软起动过程就此结束，电机进入正常运转状态，综合保护器的运行指示灯被点亮。g. 需要停止时，将九芯盘FXT1：23控制信号断开，本设备内部发出信号自动将真空接触器断开，综合保护器的运行指示灯灭，控制单元控制电机按指定的停止方式和参数停机。必须注意就地、远控与起、停车的对应关系。h. 起动过程中，如果遇有故障，由软起动器或综合保护器发出报警信号并控制立即停车。故障发生后，待故障原因查明，按下复位键或断电，故障记忆解除后可以再次起动。7.3.1.2 就地控制方式需要就地控制时，必须将继电器控制板上
25、钮子开关K2置于就地（JK）位置。此方式是指由本设备上两只按钮控制软起动器的起动、停止。无论在就地控制还是远方控制,操作设备面板上的停车按钮均能停车。7.3.2 状态显示及信号输出7.3.2.1 微处理器控制单元上，有数码显示管，可以显示设备状态，电机电流，故障代码等信息。7.3.2.2 电机综合保护器的显示面板上有6个LED，分别表示电源、运行、过载、漏电、断相、过流等。其中：指示电源的LED表示综合保护器得电；运行指示LED表示整台设备处于工作状态。其它LED被点亮分别指示对应的故障。7.3.2.3 该设备通过控制端子向外部提供信号如下:远控停车控制1组: FXT1：2、3（常闭）远控起车
26、控制1组: FXT1：3、4（常开）本安信号输出1组: FXT1：5、6电机运行信号1组（常开）：FXT2：2、3软起动故障信号1组： FXT2：6、7（常开）；联锁顺序起动输出1组: FXT2：8、9（常开,带二极管）7.3.3 综合保护器自检综合保护器具有自动检测功能，通过设备右侧上方的转换开关置于不同的位置测试相应的功能，有断相、过载、过流、漏电等。对于过载的测试，时间相对较长，要1020秒。同时其复位时间也较长。自检完成后，一定要将转换开关置于空档位上。7.4 软起、直起控制在继电器控制板上有一个软起动、直接起动选择的钮子开关K1，正常情况下，该开关置于RQ位置，为软起动方式；当软起动
27、器出现故障，将钮子开关置于ZQ位置，为直接起动方式，此时该设备相当于磁力起动器。7.5 使用注意事项a 对于电网电压较高的使用场合，必须检查通过控制变压器输出的220V端电压应在AC200VAC240V之间，微处理控制单元TB1的L和N之间电压AC100VAC130V之间，否则会影响控制单元正常工作，甚至损坏控制单元。设备的外壳必须可靠接地。b. 安装前检查被控设备电机与减速器之间有无液力耦合器，若有，应先将液力耦合器改为对轮连接，否则会影响软起动效果或造成起动失败。c. 测量绝缘电阻时，短接进线与出线端子，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50M。d. 切勿用兆欧表测量端子
28、间及可控硅两端的电阻，以免对软起动器产生破坏。e. 使用本设备后，根据需要适当调整前一级馈电开关的电流整定值和时间。f. 对于1140V和660V两种电压均能适用的电磁软起动器来说，注意出厂设置与参数更改。参考7.1.4说明。g. 软起动器内的主要器件，特别是可控硅和控制单元部分，用户请勿私自拆卸、修理，以免造成事故和损失。h. 本设备在运输过程中应避免强烈振动和翻滚。i. 在维修本产品时，进线端L1，L2，L3必须与电源完全断开。维修电动机时，必须将本设备的隔离换相开关置于空档位。8 常见故障及排除表7 常见故障及原因代 码故障代码含义可能原因F01切换不成功P8、P9参数设置错误，设定时，P8必须比P9小起动参数设定值太小真空接触器没有吸合，或辅助触点接触不好电机堵转F02过载P1没有按照电机额定电流设置电机堵转输入电源质量太差，谐波成分过重F21/F22/F23欠压P76参数设置与实际电机额定电压不符输入电源电压太低输入电源质量太差，谐波成分过重F24/F25/F26过压P76参数设置与实际电机额定电压不符输入电源电压太低输入电源质量太差，谐波成分过重F27缺相输入电源缺相电机缺相接入微处理控制单元的互感器接线松动F28无电
