礦井帶式輸送機(jī)軟啟動(dòng)技術(shù)研究與應(yīng)用

王法慶

摘 要：帶式輸送機(jī)是礦井生產(chǎn)運(yùn)輸系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其工作性能的好壞直接關(guān)系著礦井的生產(chǎn)效率，而軟啟動(dòng)技術(shù)不僅能保證帶式輸送機(jī)的順利啟動(dòng)，而且能提高帶式輸送機(jī)的工作效率。本文首先介紹了帶式輸送機(jī)軟啟動(dòng)的特點(diǎn)，其次闡述了礦井帶式輸送機(jī)軟啟動(dòng)設(shè)備的類別，最后論述礦井帶式輸送機(jī)軟啟動(dòng)的選型需要遵循的原則，為設(shè)計(jì)研究和煤礦應(yīng)用單位在選用更經(jīng)濟(jì)適用的驅(qū)動(dòng)方案提供了參考。

關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī)； 電氣軟啟動(dòng)； 應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.130

0 引言

帶式輸送機(jī)正逐步地發(fā)展為長(zhǎng)遠(yuǎn)距、大功率、大運(yùn)量、高速度，因?yàn)樗俣瓤欤约霸诔d與重載的情況運(yùn)行，啟動(dòng)電流比較大，這會(huì)嚴(yán)重地沖擊到電網(wǎng)，從而增加壓降，導(dǎo)致難以啟動(dòng)。并且，直接啟動(dòng)電機(jī)，輸送機(jī)啟動(dòng)的加速度增加，這導(dǎo)致輸送帶松邊拉緊設(shè)備的反應(yīng)減慢，增加輸送帶的垂度，從而導(dǎo)致不平衡地傳遞功率，難以穩(wěn)定地啟動(dòng)。作為優(yōu)化啟動(dòng)狀況的關(guān)鍵方式的軟啟動(dòng)技術(shù)在相應(yīng)的啟動(dòng)時(shí)間之內(nèi)，可以對(duì)啟動(dòng)加速度進(jìn)行控制，從而保證輸送機(jī)結(jié)合需要的加速度曲線穩(wěn)定地啟動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)需要的工作速度，并且有效地控制輸送帶啟動(dòng)張力與電機(jī)啟動(dòng)電流。

1 帶式輸送機(jī)軟啟動(dòng)的特點(diǎn)

（1）實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)方式的靈活多樣性。能夠提供的選擇方式是全壓?jiǎn)?dòng)、限流啟動(dòng)、雙斜坡啟動(dòng)等，用戶能夠結(jié)合系統(tǒng)電網(wǎng)與自身的需要對(duì)相應(yīng)的啟動(dòng)方式進(jìn)行選擇，其對(duì)啟動(dòng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)最為理想的啟動(dòng)成效。（2）保護(hù)系統(tǒng)的功能完善。軟啟動(dòng)不但可以實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)一系列的操作故障狀況下的保護(hù)，像是短路保護(hù)、失壓保護(hù)、輸出/輸入缺相保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)等，其中，內(nèi)置的過(guò)載保護(hù)能夠?qū)崂^電器省去，從而更加迅速與簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)配電柜的布線。并且，不需要對(duì)儀表或者是傳感器進(jìn)行增加，能夠?qū)﹄姍C(jī)的工作參數(shù)進(jìn)行讀取，像是工作時(shí)間、功率、電壓、電流、用電量等等。除此之外，還有著非常強(qiáng)的自我診斷故障的功能，從而使檢修與排查故障的人力、時(shí)間節(jié)省。（3）便于維修、工作穩(wěn)定。軟啟動(dòng)器大電流工作沒(méi)有觸點(diǎn)，借助交流開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)壓，這使系統(tǒng)不良接觸的現(xiàn)象消除，以及過(guò)載性能高、調(diào)壓范圍廣，富有任人性化的界面能夠便于參數(shù)的修改與查詢，借助通信網(wǎng)絡(luò)接口能夠?qū)崿F(xiàn)控制的集中化與自動(dòng)化。（4）節(jié)省能源?；诟淖兊碾姍C(jī)負(fù)載率影響下，軟啟動(dòng)自適應(yīng)控制對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行自動(dòng)地調(diào)整，這提高了電機(jī)工作的功率因數(shù)，并且使工作過(guò)程中電機(jī)損耗的功率降低。針對(duì)經(jīng)常改變負(fù)載與啟動(dòng)的電機(jī)來(lái)講，能夠?qū)崿F(xiàn)理想的節(jié)能成效。（5）提高生產(chǎn)效率與延長(zhǎng)裝置的應(yīng)用年限。電機(jī)的軟啟動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)機(jī)械應(yīng)力的降低，以及使傳動(dòng)元件受到的機(jī)械沖擊減小，在液流系統(tǒng)當(dāng)中可以防止液擊與喘振的現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率與裝置應(yīng)用效率的提升。

2 礦井帶式輸送機(jī)軟啟動(dòng)設(shè)備的類別

當(dāng)今，經(jīng)常用到的帶式輸送機(jī)軟啟動(dòng)的大型設(shè)備是變頻調(diào)速設(shè)備、交流電機(jī)軟啟動(dòng)器、調(diào)速型耦合器、液力調(diào)速設(shè)備、液體粘性傳動(dòng)設(shè)備、CST系統(tǒng)可控傳動(dòng)技術(shù)、BOSS系統(tǒng)等。

一些帶式輸送機(jī)軟啟動(dòng)器設(shè)備的特點(diǎn)非常多樣化。BOSS系統(tǒng)軟啟動(dòng)的特點(diǎn)是傳動(dòng)效率低、發(fā)熱量非常大、不可以進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)正，并且需要摩擦磨損片來(lái)平衡多驅(qū)動(dòng)功率，有限的油膜間隙也難以使空載啟動(dòng)切實(shí)實(shí)現(xiàn)。

CST調(diào)速系統(tǒng)有效地統(tǒng)一減速器，其特點(diǎn)是不方便安裝和體積大，難以將制動(dòng)器與逆止器配置中哎高速軸上。并且，CST系統(tǒng)與BOSS系統(tǒng)可控傳動(dòng)技術(shù)由于比較貴的價(jià)格因素，需要進(jìn)口備件和備品，因此難以實(shí)現(xiàn)普遍的應(yīng)用，然而CST系統(tǒng)是是可以確保將可控停車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供給瞬間斷電或者是急速停車的唯一系統(tǒng)。

變頻調(diào)速設(shè)備與液體粘性傳動(dòng)設(shè)備因?yàn)榫邆鋸?fù)雜的內(nèi)部液壓控制系統(tǒng)，維護(hù)與制造成本比較大，因此應(yīng)用不夠普遍。帶式輸送機(jī)單元功率在500kW以下的情況下軟啟動(dòng)的最為理想選擇是調(diào)整型的液力耦合器，雖然其軟啟動(dòng)性能不如粘液方式，而傳動(dòng)效率與調(diào)速精度也不如CST與變頻調(diào)速。

由于交流電機(jī)軟啟動(dòng)沒(méi)有無(wú)級(jí)調(diào)速與功率平衡的功能，因此需要配套應(yīng)用限矩型耦合器，通常在不是十分關(guān)鍵的中小功率傳動(dòng)場(chǎng)所應(yīng)用。然而其便于操作和價(jià)格低，其被普遍地應(yīng)用于會(huì)計(jì)順槽能夠伸縮的帶式輸送機(jī)。

3 礦井帶式輸送機(jī)軟啟動(dòng)的選型需要遵循的原則

結(jié)合國(guó)內(nèi)礦井上運(yùn)、長(zhǎng)遠(yuǎn)距帶式輸送機(jī)的運(yùn)行特性，選擇軟啟動(dòng)設(shè)備需要遵循下面的一些原則：

兼顧帶式輸送機(jī)的運(yùn)行重要性：在帶式輸送機(jī)運(yùn)行場(chǎng)所非常重要的情況下，像是對(duì)于主運(yùn)輸送機(jī)來(lái)講，需要兼顧其穩(wěn)定性，能夠借助CST可控啟動(dòng)設(shè)備。

兼顧到輸送機(jī)啟動(dòng)荷載高、運(yùn)量大、運(yùn)距長(zhǎng)、長(zhǎng)度大的特點(diǎn)，能夠選擇軟啟動(dòng)成效理想與啟動(dòng)精度高的CST、粘液軟啟動(dòng)設(shè)備，這樣能夠使膠帶的強(qiáng)度降低。不然，針對(duì)小運(yùn)量與短運(yùn)距的輸送機(jī)，能夠借助液力耦合器和剛性聯(lián)軸器進(jìn)行軟啟動(dòng)。

以輸送機(jī)的帶速作為視角來(lái)講，對(duì)于帶速較高的輸送機(jī)需要借助軟啟動(dòng)性能較為理想的軟啟動(dòng)設(shè)備。

兼顧到帶式輸送機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，一般是具備愈優(yōu)良性能的價(jià)格愈高。通常來(lái)講，需要應(yīng)用粘液軟啟動(dòng)、調(diào)速液力耦合器、普通液力耦合器等進(jìn)行啟動(dòng)。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)今我國(guó)應(yīng)用的大部分帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式是多電機(jī)多點(diǎn)的，且借助直接啟動(dòng)形式的過(guò)程中都應(yīng)用延時(shí)順序啟動(dòng)的方法，確保分時(shí)啟動(dòng)若干驅(qū)動(dòng)電機(jī)，從而避開(kāi)啟動(dòng)電流。因?yàn)檐泦?dòng)器能夠有效地控制啟動(dòng)電流，在啟動(dòng)的過(guò)程中不禁止一起啟動(dòng)若干軟啟動(dòng)器。為了平衡若干臺(tái)電機(jī)的負(fù)載，能夠劃歸一臺(tái)為主機(jī)，其它的劃歸為從機(jī)，通過(guò)主機(jī)控制軟啟動(dòng)器的加速度，并且從機(jī)對(duì)主機(jī)的狀況進(jìn)行跟蹤，從而實(shí)現(xiàn)平衡電流的目標(biāo)。通過(guò)對(duì)軟啟動(dòng)裝置的分類分析，帶式輸送機(jī)軟動(dòng)技術(shù)方案的選擇是一個(gè)綜合比較的過(guò)程，需根據(jù)帶式輸送機(jī)的工作重要性、實(shí)際工況、自然環(huán)境、投資比價(jià)、操作要求、維護(hù)保養(yǎng)等因素綜合考慮確定。

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