浅析带式输送机起动方式的选择

张绍立　李海波

摘要：通过对工程实例中长距离重载起动带式输送机起动的分析、计算与校验，比较目前几种常用起动方式的优缺点，找出最合理的起動方式。

关键词：大起动静阻转矩；起动端子压降；全压起动；液力偶合器。

前言

由于长距离重载起动带式输送机属于大起动静阻转矩负载，对电动机起动转矩要求很高。在做供配电方案时除应考虑电动机起动时不因电压下降而影响配电系统中其他用电设备正常工作外，还尤其要校验电动机起动时其端子电压能否保证被拖动机械要求的起动转矩。

1.工程实例介绍

该项目中有两条长距离皮带运输机M1和M2，分别采用AC 380V 160kW鼠笼型交流异步电动机驱动，电机型号为Y315L2-4。皮带机电源引自备煤MCC电气室，M2距离较远，长度为420米，采用ZR-YJV-1-2（3x70+1x35）。本文以M2为研究对象。配电系统接线图见图1-a。

备煤MCC柜0.4kV母线短路容量Skm=12.23MVA。备煤车间计算负荷为P30=573.2kW，S30=754.5kVA，计算电流I30=1146.4A，采用电缆ZR-YJV-1-3（3x240+1x120）。除M2外的预接负荷无功功率Qfh=385.0Kvar。M2电动机的额定电流IrM=298A，起动电流Ist=1965.2A。忽略配电变压器低压侧至备煤MCC柜0.4kV母线间阻抗。

2.全压起动计算

可知电动机额定容量SrM= UrMIrM= x0.38kVx0.298kA=0.196MVA

电动机的额定起动容量SstM= UrMIst= x0.38kVx1.965kA=1.293MVA

根据《工业与民用配电设计手册（第三版）》（以下简称配三）P270，起动回路的额定输入容量：

备煤MCC柜母线电压相对值：

ustm= = =0.921

M2电动机端子电压相对值：

根据《配三》P268式（6-23），起动时电动机端子电压应能保证传动机械要求的起动转矩，即

式中 MstM――电动机起动转矩相对值，即起动转矩与额定转矩的比值，查电动机样本取2.0；

Mj――电动机传动机械的静阻转矩相对值，常用数据参数见《配三》表6-14，此处取1.5。

根据上述计算，电动机全压起动时配电母线上的电压不低于系统标称电压的90%，满足全压起动要求。但电动机端子电压无法保证传动机械要求的起动转矩，不能选择全压起动。

3.解决方案

电气设计人员遇到上述情况通常的解决方式是解决压降问题从而满足全压起动要求。或者采用变频全转矩起动、液力偶合器起动。

3.1 全压起动

选择大截面电力电缆、缩短配电变压器到电动机间距离等减小线路阻抗的方式来降低电动机起动时端子压降。增大电缆截面将显著增加在电力电缆上的投资，有些项目为了不增大电缆截面，对于距离较远的个别带式输送机可选择660V供电电压，以减小电机电流。

3.2 变频起动

变频起动是在变频调试系统中，用逐步提高电动机定子绕组的供电频率来提高电动机的速度。这种起动方式也降低了电动机的端子电压和起动电流。

变频调速改变了异步电动机的同步转速，保持了电动机的硬机械特性，与其他起动方式相比，起动电流小而起动转矩大，可做到全转矩起动。对设备无冲击力矩，对电网无冲击电流，既不影响其他设备的运行，又有最理想的起动特性。变频器具备所有软起动功能，但价格较贵，结构也较复杂。如果生产过程无调速要求，则选择变频起动显得浪费。

3.3 液力偶合器软起动方式

液力偶合器软起动利用液体粘性即油膜剪切力来传递扭矩，其结构由主体轴、从动轴、主从动摩擦片、控制油缸、弹簧、壳体及密封件等组成。这种起动方式主要有如下优点：基本可做到电动机空载起动，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，充分利用电动机的最大力矩。

由于电动机近似轻载起动，故在做起动校验时无需校验电动机端子压降，只需校验低压母线电压即可。部分减轻了设计工作量。

4.结语

从以上分析可以看出，全压起动是最简单经济的起动方式，在能满足要求的情况下优先选择全压起动。对于带式输送机这种重载起动负载来说，在不需要调速的情况下，选择变频起动方式性价比不高。液力偶合器由于其独有的轻载起动、抗冲击、经济性好等优点，在我国工矿企业带式输送机中应用越来越普遍。在实际工程设计中，具体选择何种起动方式，还应综合考虑具体工况、建设投资、他专业要求等多方面因素来决定。

参考文献：

[1]中国航空工业规划设计研究院 工业与民用配电设计手册.第3版，北京：中国电力出版社，2005.

[2]刘维巍.《浅析石化行业电动机起动方式的选择与应用》化工设计.2013，23（4）.