马会勇
中煤科工集团北京华宇工程有限公司平顶山分公司 河南省平顶山市467000
摘要：随着生产的快速发展，煤矿井下沿倾斜向下运送煤炭，采用带式输送机的愈来愈多。与水平及上运带式输送机相比，空载或运量较少时，下运带式输送机的主电动机可能处在电动状态；运量较多或满载时，主电动机却又可能处在发电状态。在不同的运行状态必须采用相应的保护措施，否则就会发生飞车事故，给生产带来极大的危害，从而提出改善带式输送机的运行工况以及加强对带式输送机软起动加速度的控制是带式输送机软起技术关键所在。本文着重对带式输送机的软起动装置技术应用及选型进行了探讨。
关键词：带式输送机软起动技术；应用和选型
引言
带式输送机的起动过程是一个加速过程，其加速度由零增加到最大又下降到零，输送带发生勃弹性变形，处于不稳定状态而产生动张力。带速越高、起动时间越短，动张力也就越大，造成的瞬时冲击也越大，严重时将会损坏输送带与其他零部件。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装置技术，成为设计人员面临的实际问题。
1.带式输送机软起动装置技术的应用和选型
根据调速设备的不同，目前国内外常用的软起动装置主要有：变频调速装置、电软起动、调速型液力偶合器、液体粘性软起动装置等。
1.1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。根据公式n=60f/P所示（n为电动机转速，伪交流电源频率，P为电动机极对数），电动机转速与交流电源频率成正比关系。当交流电源的频率由小到大变化时，电动机转速也随之由小到大变化。只要控制频率变化范围以及频率变化的时间，就可使输送机按照设定的速度曲线平稳起动，达到输送机的软起动。变频调速装置不仅具备了类似直流电机调速的性能，而且随着调速的控制理论的发展，可以满足恒转矩负载的软起动和调速的需求。
变频调速装置的特点：
（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。使用变频器实现了带式输送机的软起动，起动时机械冲击可大大减小，从而使机架的设计向轻型化发展。
（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。
1.2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。电软起动的工作原理，主回路是反接的晶闸管。调整晶闸管的导通角，改变电动机的端电压，从而改变电动机的输出力矩，使其与负载总阻力相适应。
优点：体积小，可使带式输送机机头恫室尽量小，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。
1.3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彭果，但其性能及可靠性仍有待于提高。尤其对于大型的带式输送机，应用液力调速可控起动技术时控制精度还不够高，其缺陷是目前使用的调速型液力偶合器控制性能相对较差，调速精度不高，响应也不够快，其转矩与转速的平方成正比，当转速下降时，输出转矩大幅下降，这样就不能满足低速验带等特定要求；其次，调速型液力偶合器是靠滑差传动的，所以工作液温度容易升高，需要配备较好的冷却系统。因此有待于进一步地研究和改进。
液力偶合器的特点：
（1）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。另外，由于调速型液力偶合器工作液的充液量可以调节，因此可以通过调整其充液量来调节偶合器的输出转矩，以使带式输送机在设定的起动转矩下平稳起动。
（2）具有过载保护作用当选用限矩型液力偶合器时，现过载保护。特别是采用带有前辅室的限矩型液力藕合器，特性。可以对电动机和工作机构实能使传动装置具有较好的动
（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。
1.4液体粘性软起动装置
液体粘性软起动装置的机械系统结构，其结构主体由主动轴、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。在工作过程中，液体粘性软起动装置的主动轴与电动机的输出轴相联，输入转速可视为常量，从动轴与负载相联。主动轴带动主动摩擦片同步旋转时，通过摩擦片之间的粘性流体形成的油膜带动从动摩擦片旋转，从动摩擦片带动从动轴转动。当通过改变控制油缸中的油压大小来调节主、从动摩擦片之间的油膜厚度时，可以改变从动摩擦片输出的转速和扭矩的大小，从而实现带式输送机软起动功能。即当主动轴转速一定时，如果需要流量小，则使油膜厚度加大，传递转矩小，负载转速低；如果需要流量大，则使油膜厚度减小，传递转矩大，负载转速高；如果需要流量最大，则使油膜厚度为零，将主动盘与被动盘压在一起，负载转速为电动机转速，即为同步传动。
液体粘性软起动装置的特点是：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。
结语
随着煤炭产业的不断发展，各大企业对煤炭运输的要求也越来越高。带式输送机的运用使得煤炭运输的距离更长、速度更快、输送量更大，有效提高了煤炭运输的质量与效率，因此必须要加强对带式输送机配电与控制技术的研究，提高其配电系统与控制系统的性能，保证煤炭的持续稳定运输。
参考文献
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