QJR培训讲义1.docx
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QJR培训讲义1
QJR系列矿用
隔爆兼本质安全型交流真空软起动器
培训讲义
太原惠特技有限公司
目录
1QJR的整体外观
2QJR电器元件的介绍
表2-1QJR电器元件明细表
序号
代号
名称
型号规格
数量
1
QS
隔离换向开关
GHK-400/1140，立式安装，A型
1
2
SCR
可控硅组件
QJR-400/1140（660）
QJR-250/1140（660）
QJR-125/1140（660）
QJR-125/660（380）
3组反并联
1250A/4200V
1000A/4200V
800A/4200V
800A/2500V
1
3
KM1、KM2
真空接触器
QJR-400/1140（660）
QJR-250/1140（660）
QJR-125/1140（660）
QJR-125/660（380）
CKJ5系列，36V操作电压
CKJ5-400/1140
CKJ5-400/1140
CKJ5-250/1140
CKJ5-250/1140
2
4
TC1
电源变压器
R600VA；1250（750，380）/36,180,36
1
5
TC2
同步变压器
Y/⊿-11，1140/10
1
6
FU1
熔断器
RL5，3A/1140V
1
7
FU2、FU4
熔断器
RT14-20，1A
2
8
FU3
熔断器
RT14-20，12A
1
9
FU5-FU7
熔断器
RT14-20，0.5A
3
10
TA1-TA3
电流传感器
QJR-400/1140（660）
QJR-250/1140（660）
QJR-125/1140（660）
QJR-125/660（380）
真有效值传感器：
4-20mADC
JKA2000
JKA1500
JKA750
JKA750
3
11
KZQ
控制器
QJR-400/1140（660）
QJR-250/1140（660）
QJR-125/1140（660）
QJR-125/660（380）
RQK1-400
RQK1-250
RQK1-125
RQK1-125
1
12
XSQ
中文液晶显示器
YS1-50
1
13
PLC
可编程序控制器
CPU224，继电器输出
1
14
KA1-KA4
继电器
RXL2A12B2BD，12A/250VAC
4
15
R1-R3
压敏电阻
MYS2200/10
3
16
FV
阻容吸收
250A/1140V
1
17
XD-II
先导组件
XD1-2
1
18
QDB-II
驱动板
QD1-6
1
19
LB-II
漏电保护器
LB1-2
1
20
SB1
闭锁按钮
3SE3020-1A
1
21
SA4
转换开关
LW15
1
22
ZD-I
终端元件板
ZD1
1
2.1隔离换向开关
图2-1隔离换向开关外观图2-2隔离换向开关电路图
图2-3隔离换向开关相序一图2-4隔离换向开关相序二
隔离换相开关QS有正转、停转、反转三个位置，用于在停止状态切断主回路电源或者切换电机转向。
它与开门机构具有机械联锁，只有在隔离换向开关处于停转位置时，前门才允许打开；同时，它与闭锁按钮SB1具有机械联锁，只有按下闭锁按钮，才能操作隔离换向开关，一旦按下闭锁按钮，控制器、PLC、漏电保护器同时断电停止工作，起动器也停止工作。
2.2可控硅组件
可控硅导通的条件：
1可控硅两端加正向电压；
2控制极加正向触发电压（控制极只能触发可控硅的导通，不能触发可控硅截止）。
通过在不同的导通角来触发可控硅，使得输出电压的大小发生改变，这就是调压的原理。
图2-5可控硅组件外观图2-6可控硅组件电路图
可控硅组件SCR由三组反并联的可控硅组成。
软起动时，在控制器的控制下，通过调节可控硅的导通角，就可改变电动机电源电压的大小，从而使电动机实现调压软起动。
可控硅组件是软起动器的主功率单元，在工作时发热量大，虽然夹在可控硅组件两侧的六个铜制散热器可保证可控硅组件在工作过程中具有良好的散热性，但在操作时仍应尽量减少起动频次，尤其减少点动的次数。
在每相可控硅的铜板上还连接有一个温度继电器，当可控硅工作超温时保护可控硅，其动作温度为75±5℃，常温时节点常开，超温时节点动作，开关停止工作，当温度降下时恢复工作。
注：
每相可控硅两端的电阻值应大于100kΩ。
2.3真空接触器
图2-7真空接触器外观图2-8真空接触器电路图
真空接触器KM1用于软起动完成时旁路可控硅组件，避免长期运行使可控硅组件发热，延长了使用寿命；也可用于直接起动电机。
真空接触器KM2用来接通主回路与电动机。
当真空接触器的线圈接通电源时，流过线圈中的电流在铁芯和衔铁组成的磁路中产生磁通，从而使铁芯和衔铁之间产生足够的电磁吸力，以克服复位弹簧的反作用力，将衔铁吸合，并带动动触点和静触点的闭合，真空接触器接通；与此同时，常闭辅助触点断开，常开辅助触点闭合。
当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在复位弹簧的作用下释放并恢复原位，并带动动触点和静触点的分离，真空接触器断开；与此同时，常闭辅助触点恢复闭合，常开辅助触点恢复断开。
当操作电压接近线圈的分断电压时，会使主触点时分时合，出现“打枪”现象，此时调高操作电压即可；线圈的电源线虚接，也会出现的“打枪”现象。
2.4电源变压器
图2-9电源变压器外观图2-10电源变压器电路图
电源变压器TC1给真空接触器线圈、外接漏电报警器供36V/325VA交流电，给先导组件供36V/25VA交流电，给漏电保护器、控制器、可编程控制器供210V/150VA交流电。
2.5同步变压器
图2-11同步变压器外观图2-12同步变压器电路图
同步变压器TC2用来采集主回路电源的相位，为控制可控硅的导通角提供基准点，也可以为电源缺相的判断提供依据，并提供与控制回路的强电隔离。
此同步变压器采用Y/△-11型三相变压器，进线端采用△型接法，符合了煤矿井下中性点不接地的特点，采集的是三相电源的线电压；出线端采用Y型接法，输出为三相相电压（正常为7V），且相位后移330°。
注：
进、出线位置不能颠倒，否则会造成电源缺相的错误判断！
2.6熔断器
图2-13熔断器外观图2-14熔断器电路图
熔断器用于对电源变压器、同步变压器进行保护，一旦熔断器芯烧断，整个系统无法正常工作。
系统提供7熔断器：
高压熔断器4个，一个用于电源变压器的一次测保护，其值为1140V/3A；另外三个为线路串接型，安装于同步变压器的输入测，为同步变压器的输入测提供保护，其值为0.5A，此熔断器断开后，容易引起系统的缺相故障，要特别注意。
低压熔断器3个，用于电源变压器的二次测保护，其定额分别为：
500V/12A、500V/1A。
2.7电流传感器
图2-15电流传感器外观图2-16电流传感器电路图
电流传感器用于检测主回路电流的大小，为控制可控硅导通角的导通提供依据；开关所有关于电流方面的保护，也是以电流传感器测得的电流值作为判断依据。
其中，控制器为电流传感器提供产生偏置电流的基准电压（±15V），电流传感器将其检测到的负载电流（4~20mA直流电）传送给控制器。
如果电流传感器测得的三相电流值达到缺相设定的不对称，控制器识别为电源缺相，所以，在缺相故障中，不一定是真正的电源缺相，可能是某一个电流传感器故障；在摘除电流传感器的情况下，开关仍会起动，但是开关不具备所有关于电流方面的保护（缺相、过载、短路），同时开关没有4倍限流的功能，开关起动只能是定时调压起动。
2.8控制器
图2-17控制器外观图2-18控制器电路图
控制器为系统的核心控制器件，它根据同步变压器的同步信号、电流传感器的电流信号，进行智能化模糊控制，完成脉冲输出、过载、短路、断相等保护，并接受来自PLC的运行指令。
其各信号端子的定义如下：
J02——与PLC的信号交换口、控制器电源入口。
JP4——与PLC的串行通信口。
JP1——输出显示信号到中文显示器，以提供开关运行及故障信息。
拨码盘——从左到右依次为8~1，其中5、6、7、8用于起动方式的设定，1～3用于额定电流值的设定。
指示灯——用于显示开关的各种状态。
J01——输出触发脉冲信号到驱动板，为高电位信号。
JP2——输入同步变压器的同步信号，正常为7V。
JP3——输入电流传感器的真有效值电流信号，正常为4-20mA。
2.9中文液晶显示器
图2-19显示器外观图2-20显示器电路图
2.10可编程序控制器
图2-21可编程序控制器外观
可编程序控制器PLC是系统的命令控制中心，综合外部的输入信号，完成人机对话，并对控制器等发出控制指令，执行保护功能，还可进行起动延时（POT0）、低转高切换延时（POT1）的设定。
CPU224：
14入10出；CPU226：
24入16出。
状态指示灯——显示了PLC的状态情况，RUN为正常工作（绿）；
I/O指示灯——显示该端口是否有信号输入/输出；
通讯口——RS-485通讯口用于数据的串行传输；
前盖——前盖内的拔动开关用于选择PLC的模式RUN/STOP；两个模拟电位器POT0、POT1分别用来设定起动延时和预警延时。
2.11继电器
图2-22继电器外观图2-23继电器电路图
开关采用24V5A直流继电器，线圈由PLC供电，PLC根据输入信号的状态，进行逻辑运算，并发出相应的输出信号（是否给继电器供电），从而使连接到继电器上的线路导通或断开；每个继电器有两组辅助触点，彼此相互独立。
注意：
继电器前端有试验开关（绿色），当该开关为正常位置时（水平、凹槽内），继电器触点的闭合/断开受圈线的控制；当该装置为闭锁位置时（板至垂直位置），常开触点闭合，常闭触点断开，并且不论线圈是否通电，触点状态不会改变。
在继电器正常的情况下，必须将试验开关板至正常位置；只有在证实确实是继电器故障（不吸合）并且其余元件都正常，而且必须让继电器吸合的情况下，可以使用该开关。
2.12压敏电阻
2-24压敏电阻外观图2-25压敏电阻电路图
压敏电阻没有正、负极，安装在可控硅组件的进、出线端子之间，可消除可控硅组件两端的尖峰电压，主要用来对可控硅组件进行瞬间过电压保护。
在正常工作电压（外加电压低于其临界电压值）下，它呈高电阻状态，仅有微安数量级的漏电流流过，相当于开路状态；当有过电压（当电压达到其临界值以上）时，其两端的电压保持不变，但电阻却急剧下降，电流急剧上升，过电压以放电电流的形式被其吸收掉；当浪涌过电压过后，电路电压恢复到正常电压，压敏电阻恢复到高阻状态。
本压敏电阻临界值，即转折电压为2000~2640V。
2.13阻容吸收
图2-26阻容吸收外观
阻容吸收主要用来吸收真空分断时的过电压，保护可控硅。
正常时每相两端电阻应大于3M欧。
2.14先导组件
图2-27先导组件外观
先导组件作为人机信息交换的输入部件，由4个按钮（从左往右分别是：
试验、复位、停止、起动）和3个选择开关（左上角：
远控/本控；左下角：
多台/单台；右：
硬起/软起）组成；根据传输信号的去向不同，先导组件又可分为本安回路和非本安回路，级联上下级和远控的电路为本安的（用蓝色电线）；与PLC信息交换的电路是非本安的（用黑皮线）。
2.14驱动板
图2-28驱动板外观图2-29驱动板电路图
驱动板用来接收KZQ控制器的脉冲输入信号，并通过6个脉冲变压器的隔离驱动可控硅组件的导通。
2.15漏电保护器
图2-30漏电保护器外观
漏电保护器主要用于对主回路进行漏电检测，还可以进行漏电试验，以检测漏电保护器是否正常工作。
漏电检测的采用附加直流法，对所检测的对象施加一定大小的电压，使之与大地之间形成漏电电流，而后对漏电电流的大小进行判断，从而实现漏电保护。
漏电板上有漏电闭锁保护电压设定，由双位DIP开关控制，都拨到到ON位为1140V，都拨到到OFF位为660V。
在不漏电的情况下，660V时，漏电闭锁整定值为22KΩ；1140V时，漏电闭锁整定值为40KΩ，即被检测对象与大地之间的阻抗应非常大，在无穷大到漏电整定值之间。
2.16闭锁按钮
图2-31闭锁按钮外观图2-32闭锁按钮电路图
闭锁按钮SB1可以用来紧急停车，一旦按下闭锁按钮，控制器、PLC、漏电保护器同时断电停止工作，开关也停止工作。
只有按下闭锁按钮，才能操作隔离换向开关，因为隔离换向开关严禁在开关工作时拉断或换向，而按下闭锁按钮刚好使开关停止工作，所以闭锁按钮对隔离的拉断或换向起保护作用。
2.17转换开关
图2-33转换开关外观
转换开关用于设定开关是处于工作还是检修状态。
开关在“工作”位时才能起动；当多台级联时，其中一台扳至“检修”，该开关只能传输上下级信号，但不能起动，不能将转换开关打到空位。
注意：
重新设定后需进行复位。
2.18终端元件板
图2-34终端元件外观图2-35终端元件电路图
终端元件主要用来进行远控和闭锁。
起动前，线路中存在交流电的正半波，使先导内部相应电路导通，负半波相应的电路未工作，先导不工作；当按下起动按钮，使得负半波也导通，相应电路工作，先导工作。
在K1处短路，先导不起动，即将终端元件安装在远控盒内可以对线路进行短路保护，不允许将终端元件安装在接线腔内。
图2-36终端元件的连接
在K2处短路，先导起动（相当于按下起动按钮），即井下常见的自起。
3QJR的接线、设定及操作
3.1接线
3.1.1接线腔电缆的连接
图3-1 接线腔
将1140V（660V）电源电缆接入接线端子U、V、W，将电机电缆按相序接入接线端子U3、V3、W3。
3.1.2 远控接线
单台：
图3-2 单台远控接线图
多台：
多台级联时需将首台起动器的主/从波动开关选择为主，末台起动器的主/从波动开关选择为从（即将首台的I2.3与漏电保护器的M短接），并将末台开关的单台/多台选择开关也要打到多台位，按图3所示接上终端无件。
图3-3 多台远控接线图
3.1.3 闭锁接线
单台：
单台本控时连接一个闭锁开关的接线图如图4所示。
同时，需要将该起动器的单台/多台选择开关打到多台位，X9端子上的92与M线短接。
图3-4单台本控接一闭锁开关接线图
单台远控时，可以从远控开关盒连接一个闭锁开关，接线图如图5所示。
图3-5单台远控接一闭锁开关接线图
单台远控时，可以连接两个闭锁开关，接线图如图6所示。
同时，需要将该起动器的单台/多台选择开关打到多台位，X9端子上的92与M线短接。
图3-6单台远控接两闭锁开关接线图
多台：
多台本控时可以在末台起动器连接一个闭锁开关，其接线图如同单台本控时连接一个闭锁开关的接线图，同时，需要将末台起动器的单台/多台选择开关打到多台位。
多台远控时，可以在首台起动器的远控盒连接一个闭锁开关，其接线图如同单台远控时连接一个闭锁开关的接线图；也可以在末起动器台起动器连接一个闭锁开关，其接线图如同单台本控时连接一个闭锁开关的接线图，同时，需要将末台起动器的单台/多台选择开关打到多台位。
注意：
闭锁接点必须是无源的接点，要求正常工作时闭合，故障时断开。
终端元件必须和闭锁接点安装在一处，否则，会失去闭锁线路开路、短路保护功能！
在多台使用时，任一台起动器停止工作，都将使所有起动器停止运行。
任意一台故障停机，所有开关不能启动。
严禁在电机起动及运行过程中拉断隔离换向开关QS！
3.1.4控制台通讯接线
1、与控制站的通讯连接可以采用屏蔽双绞线接到X9端子排的11、12号端子，将EM277PROFIBUS－DP端口的信号线A、B接到控制台PROFIBUS－DP总线上。
实现控制站与起动器之间的数据交换。
2、若控制台对起动器远距离点动操作，则必须把起动器X9端子排的1、2号端子上的16、17号线接入控制台做为起动器的反馈信号。
3.2设定
注意：
带电进行设定或更改设定，应按复位按钮进行确认，否则，将危及人身及矿井安全！
两台起动器级联控制同一台设备时，两台起动器的起动方式应完全一致！
3.2.1电流整定
根据电机高速绕组额定工作电流确定其过载保护电流，用控制器上的拨动开关按电流设定表（在控制器外壳上）进行设定。
出厂时整定在起动器的额定电流。
为了确保设定的执行，上电后按复位按钮。
额定电流值的设定由拔码开关的第1位、第2位和第3位来设定。
表3-1ARQK1-250S控制器电流设定表
序号
第3位
第2位
第1位
可整定电机额定电流（A）
受控双速电机功率（kW）
1
ON
ON
ON
70
110/55-4/8
2
ON
ON
OFF
85
132/65-4/8
3
ON
OFF
ON
100
160/80-4/8
4
ON
OFF
OFF
125
200/100-4/8
5
OFF
ON
ON
150
250/125-4/8
6
OFF
ON
OFF
200
315/160-4/8
7
OFF
OFF
ON
240
375/188-4/8
8
OFF
OFF
OFF
260
400/200-4/8
表3-1BRQK1-400S控制器电流设定表
序号
第3位
第2位
第1位
可整定电机额定电流（A）
受控双速电机功率（kW）
1
ON
ON
ON
100
160/80-4/8
2
ON
ON
OFF
125
200/100-4/8
3
ON
OFF
ON
150
250/125-4/8
4
ON
OFF
OFF
200
315/160-4/8
5
OFF
ON
ON
240
375/188-4/8
6
OFF
ON
OFF
260
400/200-4/8
7
OFF
OFF
ON
290
450/225-4/8
8
OFF
OFF
OFF
335
525/262-4/8
3.2.2电压整定
供电电压等级的设定只需调整变压器TC1抽头。
供电电压为1140V时，将电源线接在“0”与“1140”之间；供电电压为660V时，将电源线接在“0”与“660”之间。
出厂时按1140V设定。
漏电闭锁保护电压等级整定：
出厂时整定在1140V，漏电保护板（安装在中门上）上的双位DIP开关都拨到ON位；若要将漏电闭锁保护电压等级整定在660V，只要把双位DIP开关都拨到OFF位即可。
3.2.3软起动方式选择
根据实际需要，按表3-2选择控制器上DIP状态，以确定被控电机的软起动方式。
为了确保设定的执行，上电后按复位按钮。
表3-2A软起动方式选择
拨码开关第8位
拨码开关第7位
起动方式
ON
ON
调频起动
ON
OFF
自测负载中间突跳起动
OFF
ON
电压斜坡起动
OFF
OFF
限流起动
表3-2B电压斜坡起动时间设定表（电压斜坡起动方式）
拨码开关第6位
拨码开关第5位
电压斜坡起动时间
ON
ON
25秒
ON
OFF
20秒
OFF
ON
15秒
OFF
OFF
10秒
表3-2C限流倍数设定表（限流起动方式或限流+突跳起动方式）
拨码开关第6位
拨码开关第5位
限流倍数
ON
ON
5.5倍
ON
OFF
5倍
OFF
ON
4.5倍
OFF
OFF
4倍
表3-2D起动初始电压设定表
拨码开关第4位
起动初始电压（调频起动无效）
ON
高起动初始电压
OFF
低起动初始电压
3.2.4组合工作方式选择
通过位于先导组件上的软起/硬起选择开关SA3选定起动器的软起与硬起工作方式。
通过转换开关SA4选定起动器是低速/低转高/软起高速等工作状态。
注意：
组合工作方式更改后，应按下复位键确认，否则，更改无效，可能造成非预期的起动方式，会危及设备安全！
SA4打到软起高速位时，SA3必须打到软起位，否则，会出现工作方式选择错误的信息！
3.2.5操作方式选择
根据实际需要，通过位于先导组件上的本控/远控选择开关SA1选定起动器是本控操作还是远控操作；通过单台/多台选择开关SA2选定起动器是处于单台工作还是多台级联工作。
3.2.6起动延时整定
多台级联需要延时起动时，调整PLC模拟电位器POT0，顺时针旋转延时增大，反之，延时减小。
延时可在0-25.5S之间调节，出厂时，延时调整为零，即不延时。
3.2.7低速转高速切换延时整定
调整PLC模拟电位器POT1可以改变起动器低速转高速时的切换延时，顺时针旋转延时时间增大，反之，减小。
切换延时可在8-13S之间调节，出厂时，切换延时时间调整为8S。
电位器POT0、1位置如图3-7所示。
说明：
POT0，1上方有保护盖板，须从右侧上扳盖板打开。
图3-7PLC电位器POT0、1位置
3.2.8功能选择一览表
表3-3功能选择一览表
名称
功能
说明
控制器DIP开关
电流整定
使用SW1-3，详见表3-1
软起动方式选择
使用SW4-8，详见表3-2
工作电压选择
工作电压设定
1140V（出厂）/660V
漏电保护板
2位DIP开关
漏电闭锁电压设定
1140/660
ON,ON:
1140V（出厂）
OFF,OFF:
660V
SA1
本控/远控选择开关
远端操作时选“远控”
SA2
单台/多台选择开关
多起动器级联时选“多台”
SA3
软起/硬起选择开关
通常使用“软起”
SA4
低速/低转高/软起高速转换开关
正常工作时选“低转高”
POT0
起动延时整定
0—25.5s；0s（出厂）
POT1
低转高切换延时时间整定
8—13s；8s（出厂）
3.3操作
通电前，应检查级联、远控、闭锁接线及设定是否正确，起动器内部控制回路接插件、主回路接线端子有无松动。
确认无误后，将隔离换向开关QS闭合，此时，中文显示器显示起动器设定状态，检查是否是要求的设定状态。
无误后，通过门上的按钮或远控盒上的按钮进行起、停操作，起动器应正常工作。
注意：
初次起动时需检测双速电机高速、低速电缆接线是否正确，即先软起低速，再软起高速，软起低速时电机转向应与软起高速时电机转向保持一致！
多台级联时还需调节多台电机转向一致！
3.4显示
起动器正常时显示器显示内容及指示信息如表3-4所示，起动器异常时显示内容及指示信息如表3-5所示。
表3-4A起动器正常时显示器显示内容
低速/低转高/高速远/近软/硬单/多
命令↓复位/启动/停止/漏电试验
停止状态/软起中/运行中/软停中>正/反调频/调压
当前电流：
xxxxA电压：
xxxxV
设定电流：
xxxxA过压/欠压
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