带式输送机常用软起动装置技术特点探析

姜占东

（神华宁夏煤业集团有限责任公司石槽村煤矿 宁夏 灵武 751400）

0 引言

在现代散装物料输送中，带式输送机是最理想的高效连续运输设备，使用非常广泛。与其他运输设备相比，带式输送机不仅具有长距离、大运量、成本低、维护简便、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化、集中化控制。在矿山、建材、化工、港口、粮食、电力、煤炭等工矿企业中，带式输送机越来越显现出其重要的作用，己成为高效机电一体化技术与装备的关键设备。

1 变频调速装置

变频调速装置主要由功率器件GBT绝缘栅极可控晶体管、控制器与电抗器组成。其工作原理是通过控制器来调节功率器件中的绝缘栅极，使进入功率器件的交流电源的频率发生变化。其技术特点表现为：

1）调速精度高。变频调速易于实现起制动曲线的自动跟踪，能够提供软的、理想的起制动性能，使用开环系统控制带式输送机的驱动可以满足技术要求。输送机起动系数可控制在1.05-1.1，起动加速度可以控制在0-0.05m/s2，适用于长距离、线路复杂的带式输送机，可控制输送机按设定的S曲线起动和制动，以满足整机动态稳定性及可靠性的要求。

2）具有功率平衡作用。当用多台变频调速电动机驱动一台带式输送机时，由于电动机的机械特性差异会导致各电动机负载功率不均。通过变频调速装置的低速验带速度功能，调整各电机的特性使之尽量接近，可以减小各驱动装置间负载功率的差异。

3）对电网产生冲击。采用变频调速装置需要配置容量适当的耗能装置或可以向电网反馈能量的装置。

4）对环境要求高。变频调速装置对环境的温度及清洁度要求较高，而煤矿井下的环境恶劣，煤尘、油污等污染较为严重，而且变频调速装置难以满足井下安全防爆的要求。

5）大功率变频器依赖进口。一般大功率的防爆变频器需进口，价格昂贵，维修困难。特别是用于大功率带式输送机时，电机功率很大，要求匹配相应的大功率的变频器，不仅依靠进口购买，价格昂贵，而且需要厂家专业技术人员进行现场维修。

2 电软起动

电软起动控制器以反并联的晶闸管组为开关，以软起动交流调压方式限制电动机的起动电流，以使该电动机拖动带式输送机平稳地过渡到额定转速，完成软起动。

优点：体积小，可使带式输送机机头硐室尽量小，适合于空间受到限制的输送机改造项目中使用；价格较调速型偶合器便宜（低压），但高压价格较高。

缺点：调压调速用于恒转矩负载时，差动功率损耗大，效率低；考虑谐波影响，选用电机时要加大容量，一般应增加20%-30%；起动瞬间，会先有一个很短时的全压起动，待输送带运动后，再实现软起动，但此时己造成对输送机的瞬时冲击；必须与限矩型偶合器配套使用；由于需要降压起动，低转速时，电动机输出转矩不大，不能实现满载起动，不是真正意义上的软起动。

3 调速型液力偶合器

液力调速软起动技术能够使带式输送机的电机空载起动，达到良好的节能和起动效果，但其性能及可靠性仍有待于提高。液力偶合器的特点：

l）可以改善机器的起动性能。液力偶合器可以缩短电动机的起动时间，使电动机很快达到额定转速，然后负载才逐渐加速。这样，既减少了起动过程中的电能损失，又保证了起动的平稳。

2）具有过载保护作用。当选用限矩型液力偶合器时，可以对电动机和工作机构实现过载保护。特别是采用带有前辅室的限矩型液力藕合器，能使传动装置具有较好的动特性。

3）提高电动机和工作机构的寿命。由于设置液力偶合器能消除工作机构的冲击和振动，减小输送带的动应力，减低疲劳程度，从而大大延长电动机和工作机构的使用寿命。

4）平衡各电机的输出功率。在多电机传动系统中，由于驱动装置的机械性能变软，因此能使各台电机的负荷分配趋于平衡。

5）调速精度不高。液力偶合器的调速精度比较低，尤其是在偶合器的输出输入速比接近1时，由于其工作液循环流量接近零，失去了传递转矩的能力，因而工作效率急剧下降。

5 液体粘性软起动装置

液体粘性软起动装置的主体由主动轴、从动轴、主动摩擦片、从动摩擦片、控制油缸、弹簧、壳体及密封件等组成。主动轴上带有与主动轴外齿相联的主动摩擦片，从动轴上带有与从动轴内齿相联的从动摩擦片，该装置的特点是：电动机空载起动，以减小对电气和机械的冲击；驱动装置能提供可调的、平滑的、无冲击的起动力矩；与电动机具有良好的匹配特性，充分利用了电动机的最大力矩；可以实现多台电机驱动功率的互相平衡；系统在过载时能实现自动过载保护功能。

6 CST系统

CST系统的机械结构行星齿轮、减速器、摩擦片离合器以及液压系统组成。输入轴连接电动机输出轴，内齿圈和离合器联接，行星轮架与输出轴为一体，并与负载连接。当电动机旋转时，先经过一级减速，带动太阳轮转动。该系统的技术特点表现为：

l）改善起动性能，实现慢速起动，实现多机驱动的功率平衡。采用CST的驱动装置在微机系统控制下通过控制CST离合器油膜间隙的大小来实现对其输出转速和传递功率的控制，实现带式输送机满载慢速起动，减小输送带的动态张力。

2）降低对主电机的技术要求。电动机可以空载起动，大大降低了起动电流，缩短了起动时间，降低了对主电机的技术要求。由于CST是通过液体粘膜传递扭矩，故具有过载保护功能，而且在输送机短时停车时，具有可以不停电动机的功能，可避免电机的频繁起动，提高了电机的使用寿命。

3）降低对电源系统的要求。带有CST的驱动装置不仅能使电机空载起动、减小冲击电流的作用时间和电能损失，而且还能实现带式输送机的多台电机分时空载起动，大大减小了起动电流对电网的冲击，降低了对电源系统的技术要求。

4）易于实现对带式输送机的遥控。由于CST是采用调整离合器油膜的间隙大小来实现带式输送机的慢速起动、功率平衡、多电机的空载起动，因此可以方便地通过远距离的电控系统对CST离合器油膜的间隙大小进行控制，达到对带式输送机遥控的目的。

5）提高带式输送机运行的可靠性。带式输送机的可靠性主要取决于驱动系统和其他机械部件的可靠性。而驱动系统对输送机的其他机械零部件（滚筒、输送带接头、机架、托辊等）的可靠性有密切关系。

6）控制系统复杂。在高速轴配置逆止器或制动器困难；价格昂贵，对使用环境要求高，维护成本高，主要零部件依赖进口。

7 BOSS系统

优点：专门为重型带式输送机设计，可靠性高；起动平稳，可实现恒扭矩输出、匀加速度起动；摩擦片组设在高速轴，相对滑差范围大（属层流运动），易于控制；能够实现功率平衡，保护功能齐全；与逆止器、制动器的配置灵活、方便。

缺点：在软起动过程中，发热量极大，传动效率低；不能实现无级调速，为实现多驱动功率平衡，必须以摩擦片磨损为代价，且发热量较大；由于油膜间隙有限，无法实现真正的空载起动，对润滑油的质量要求较高，运行费用昂贵；传动系统中存在薄弱环节，其中摩擦片是易损件，使用寿命短；液压及控制系统复杂；离合器片在高速轴时，控制系统难以准确控制；价格昂贵，备品备件需要靠进口。

8 结束语

总之，如果有足够长的起动时间，并对起动速度加以控制，使动张力降至最低，就可消除瞬时冲击。如何合理地选择大型带式输送机的软起动方式，成为工程技术人员面临的实际问题。

［1］高炳.几种带式输送机软起动性能比较[J].科学之友，2008，（4）：5-6.

［2］张军.带式输送机软起动技术及发展[J].山西煤矿,2007，27（4）：42-44.