胶带输送机软启动装置在煤矿中的应用探析

冯礼亮

（山西汾西矿业集团水峪煤业有限责任公司， 山西 孝义 032302）

1 胶带输送机软启动装置的应用优势

首先，可以降低电机的烧坏几率。煤矿开采期间多采用大功率电机，启动瞬间会产生较大电流，从而很容易烧坏电机。而使用软启动装置可以最大程度简化输送机的传动系统，还可以根据负载程度自动调节电机启动时间，确保输送机在重载与空载情况下启动的平稳性，杜绝了电机的损坏问题。

其次，可以实现较高的经济效益。煤矿开采期间使用频率最高的则是胶带输送机，其耗能较大，采用软启动装置后，可以有效改善电路系统的运行模式，实现节能降本增效的效果。尤其是软启动装置中的速断短路可以确保设备在极端条件下尽快恢复正常的运行模式，不但减少了维修时间，且提高了设备的使用寿命，实现了较高的经济与社会效益水平[1]。

最后，可以实现较高的环境效益。目前，社会发展的关键在于保护环境，对此，煤矿企业生产期间必须严格遵照环保原则。而软启动装置属于电子电气产品，使用期间不会产生废水、废气，降低了对环境的污染程度，提高了企业的环保效益。

2 软启动装置类型

目前，胶带输送机软启动装置主要分为液黏软启动装置、变频调速装置、CST可控启动传输装置以及液力耦合器装置等几种类型，其中不同的启动装置具备不同的适用范围。

2.1 液黏启动装置

在煤矿生产过程中，液黏启动装置的使用频率较高，尤其适用于单机功率高于500 kW的输送机设备。液黏启动装置可以有效改善机械设备的启动、运行以及停止等功能，且还可以降低对电气设备与机械设备的冲击力度，对胶带输送机具有过载保护功能，图1为液黏软启动装置的机械结构示意图。

图1 液黏软启动装置结构示意图

液黏软启动装置的功能主要体现于以下几个方面：首先，它可以闭环式控制机电液一体化，具备精度高且转速稳定等优势；其次，它可以缓慢启动惯性较大的负载电机，以防传动系统出现过载问题；最后，启动过程中可以在一定范围内任意调节输送机的运转加速度，调节精度可以达到98%，且在一定范围内还可以实现无极变速，具备较宽的调节范围，可以实现遥控或自动控制电机转速[2]。

2.2 调速型液力耦合器

调速型液力耦合器主要由旋转组件、调速控制装置、箱体油、冷却器等部分组成，其主要利用液体在叶轮中产生的动能为电机传递动力。在不便输入转速的情况下，调速液力耦合器可以通过导管或其他调节模式调节充油量，以改变输出力矩与转速。液力耦合器启动装置主要适用于运输距离长、装载功率较大、对软启动性能要求不高、调速范围较小的胶带输送机，且此种装置在调节期间存在以下优势。首先是便于调节，工作人员只需要改变对冲液量便可以有效调节系统的传动加速度；其次是可以实现多机驱动力平衡；再次是可以有效提高输送机的运输性能及使用寿命；最后是可以增强胶带输送机的安全性与稳定性。总之，调速液力耦合器装置性价比较高，可以广泛应用至胶带输送机中，但此种装置的调节精度有限，且调节范围较窄[3]。

2.3 变频调速软启动装置

变频调速软启动装置主要利用可控硅整流器将交流电转换为直流电，之后再将直流电调节为电压、频率均可控的三相交流电。变频调速软启动装置主要适用于鼠笼式异步电动机中，可以实现无极调速。同时，其还可以适用于地面输送距离较长的胶带输送机中，比如露天煤矿等。此种装置具备调速精度高且功率平衡等优势，但其会对电网产生较大的冲击力，且对工作环境具有较高要求，价格较高，维修难度加大。

2.4 CST可控启动传输装置

CST系统具备调速、停车以及功率平衡等多种功能，较常使用于重型刮板机输送机以及长带式输送机中，属于理想的动力传输装置。首先，CST可控启动传输装置具备较高的精确度，可以准确跟踪输送机的启动与停车曲线，有效调节输送机速度，保证了启动的平稳性，延长了输送带的使用年限。其次，CST可控传输装置的使用可以使动力传递更为柔和，降低了输送机故障的发生几率，且技术人员在空载情况下可以在10%～100%范围内任意调整转速。最后，湿式离合器对负载与减速机会形成双向保护，其不但限制了最大转矩的传递，且可以保护输送机免受驱动转矩的影响，延长了电动机的使用期限[4]。

3 液黏软启动装置在胶带输送机中的应用

3.1 应用方案

河南龙宇能源城郊矿井胶带输送机采用YNRQD系列的液黏软启动装置，其属于机电液流体可控传动装置，可以满足带式输送机的可控软启动要求。液黏软启动装置主要利用液体的黏性传递转矩，具备以下几种技术性能。首先可以满足带式输送机的可控起动要求，空载启动时可以降低电气与机械冲击力度。其次，此装置可以避免起动时的冲击问题，加速度在0.05～0.3m/s2时便可以起动带式输送机。再次，液压系统具备过载保护功能，可以有效保护电机。同时，电机正常工作时不需要冷却，传动效率可以达到99%以上。最后，此装置可以有效平衡多电机驱动功率，可以满足带式输送机不同的工作需求。由此，应选择液黏软启动装置。

在为带式输送机安装液黏软启动装置时还应实行电气控制方案，将可编程序控制器作为输送机的电气控制核心。可编程序控制器主要根据工业环境而开发的工业控制计算机，其编程方便，对环境要求较低，具备数据处理功能等优势。电气控制采用BSYS-127型带式输送机电控装置，主要具备以下控制功能。首先，通过比较液黏软启动系统输出信号与输送带速度检测信号，决定输送带与驱动滚筒间是否需要增加防滑与超速保护措施。其次，通过计算机系统闭环控制液粘软启动系统的电流，调整多机功率，使其实现平衡。最后，通过综保控制箱可以有效保护传感器开关输入信号，并及时预测输送带跑偏、堆煤等故障信号，并及时进行起车报警。

3.2 应用效果

河南龙宇能源城郊矿井于2005年使用胶带输送机软启动装置，至今运行良好，累计运煤已达500万t。

由上述实际应用案例可以看出，在胶带输送机中引用软启动装置可以大幅度降低设备的造价成本，减少部件质量，降低故障问题的发生几率。且此种启动装置外形尺寸较小，因此可以在矿井中得到广泛推广，具备广阔的市场应用前景。

4 结语

煤矿企业在选择胶带输送机软启动装置时应充分考虑输送机基本参数及煤矿开采情况，以便在满足系统性能要求的基础上选择性价比较高的启动装置，在确保输送机安全高效运行的基础上提高煤矿企业的生产效率。