矿井运输皮带机常用的几种软启动装置
矿用胶带输送机常用机械软启动装置
高， 从而起到过载保护作用。限矩型液力偶合器根据 辅助腔的型式分为静压卸液式 、 动压卸液式和复合卸
液 式 。静压 卸液 式 具有 侧 辅 腔 ； 动压 卸 液 式 具有 前 、 ～ 后 辅腔 ； 合 卸 液 式 兼 具 静 压 和 动力 压 卸 液 式 的特 复 点 ， 能更 优越 。 性 限矩 型液力偶 合 器主要 特 点是 ：
升的最佳选择 ， 随着煤炭井下开采技术 的进步 ， 井下 胶带输送机向着长距离 、 大运量 、 大倾角 、 高速度 、 高 强度 、 多点多驱动单元方向发展 。井下原煤输送是矿 井生产 的关键环节。为 了提高胶 带输送机启动过程
的稳定 性 ， 理选 择软 启 动方式 已越 来越 受到设 计 和 合 生 产单 位 的重视 。 “ 启动 ” 软 是指 机械 设 备 的 空 、 载工 况 下 ， 重 能够 逐 步克 服整个 系统 的惯 性而 平稳 地启 动 ， 而这种 启 动
确定 。
关键 词 胶 带输送机 ； 启动 ； 置 软 装
胶带 输送 机是 大 、 中型煤 矿井 下原煤 运 输方式 提
１ ）限矩 型液 力偶 合器 。 限矩 型液 力偶合 器 主要 由输 入轴 、 泵轮 、 涡轮 、 输 出轴 、 外壳 等 构件组 成 。 电机 通过 输入 轴带 动泵 轮旋 转 ， 轮工 作腔 内 的液 体 受 离 心力 作 用 ， 泵 由泵 轮 人 口
２０ ０ ７年 第 ７期
苗 建林 ： 用胶 带输送机 常用机械 软 启 动装 置 矿
２ Ｃ Ｔ传 动 装 置 Ｓ
１ ９
磨损 ， 延长设备使用寿命 。
ｅ ）在 多机 驱 动 系 统 中 ， 自动 调 节 各 电 动 机 的 功
Ｃ Ｔ（ ｏ ｔ ｌ ｄ ｔ ｔＴａ ｓ ｉ ｉ Ｓ Ｃ ｎ ｏ ｅ Ｓａ ｒｎｍ ｓ ｏ ｒｌ ｒ ｓ ｎ）是 由 美 国
矿用带式输送机的软启动设备
矿用带式输送机的软启动设备[摘要]：本文主要阐述了带式输送机的可控电液软启动传输系统、调压调速软启动器、液体黏性软启动装置、永磁调速器（pmd）等软启动设备的技术问题。
[关键词]：带式输送机可控电液软启动调压调速软启动器中图分类号：td528+.1 文献标识码：td 文章编号：1009-914x（2012）26- 0324 -01带式输送机是煤矿常用的重要机械设备，其软启动装置更是重中之重，对于提高煤矿生产效率，保证安全生产，尤为重要。
1、可控电液软启动传输系统可控启动传输是一套可控启动装置的总称。
其主体是一个可控无级变速的减速器，其原理是在一级行星传动中，用控制内齿圈转速的办法调节行星架输出的转速，使负载得到所需要的启动速度特性和减速特性，并以任意非额定的低速运行。
内齿圈的转动用多片型液体黏滞离合器控制。
cst的可控无级变速减速器的传动系统输入轴（左侧）与鼠笼式感应电动机相连接，输出轴与带式输送机的驱动滚筒相连接。
电动机启动时，多片型离合器的液压缸上不加压，动、静片间有一定的间隙。
输入轴经级齿轮减速后，带动行星轮系的太阳轮旋转，因其动、静片间的间隙较大，动片的转动不受阻，内齿圈能自由旋转，行星轮仅能自转，行星架和输出轴不动，电动机系无载启动。
在电动机无载启动达其额定转速稳定运行后，负载的启动是由环形液压缸向离合器的动、静片上加压，改变动、静片间的间隙执行。
在输出轴上由电动机得到的转矩不小于负载的静阻力矩时，负载启动运转。
cst中与主体可控无级变速减速器配套的装置有：控制离合器环形油缸的液压伺服系统，给离合器和润滑系统供油的液压系统，油液冷却系统以及电控监测系统。
电控监测系统由可编程序控制器和监测各种参数的传感器组成cst可控启动传输的缺点：效率的提高只是机械传动效率，对整体传动系统的总体效率贡献不大；装置的体积庞大；设备维修困难，影响矿井的生产作业；运行装置的温度较高；有时漏油，隐藏较大安全隐患；运行费用高。
煤矿带式输送机常用电气软启动方式
击 时间 ， 减少 对 电 网的 影 响。 目前 煤矿 常 用 的软 启动 装 置有 ２ ： 种 机械 软 启动和 电软启动 。这 里 主要 探讨 电气 软 启动 。
出侧若 不 加 电抗器 或抗 干扰 装 置 ， 对 电 网有所 污 染。目前变 频调 将
速 装置 在煤 矿 井下 极少 使用 。
电软 启动 器是 一种 集 电机 软 启动 、 软停 车 、 载节 能和 多 种保 轻 护功 能于 一体 的新 颖 电机控 制 装置 ， 国外称 为 Ｓ ｉＳａｔ 。它 由三 ｏ ｔ ｅ ｌ ｒｒ 相反 并联 的 晶闸管 及控 制 电路 构 成 ， 通过 控 制 晶 闸管 的导 通角 ， 使
于起动 电流小 ， 速 时所 需 电流 也小 ， 低 因此 可 实现 节 能； 装 方便 ， 安
软 启 动 不 仅 能 够 大 幅 度减 轻传 动 系 统 本 身所 受 到 的 启 动 冲 维 护量 小 且操 作简 单 ； 经过 一定 改 装 ， 控 制多 台 电动机 。 点： 可 缺 初
击， 延长 输送 机各 零 部件 的 使用 寿 命 ， 同时 还 能 降低启 动 电流 的 冲 期 投入 较 高 ， 环境 温 度及 洁 净度 要 求 高 ， 对 另外 ， 频器 的 输入 、 变 输
启 动完 毕 。 动过 程 中 ， 启 电流 上升 变化 的速 率 可根 据 电动机 负 载调
整 设定 。 电流上 升速 率大 ， 启动 转矩 大 ， 则 启动 时 间短 。 （） ３ 阶跃 启动 。 机 ， 以最短 的 时间 ， 启动 电流 迅速 达到 设 开 即 使 定值 ， 即为 阶跃 启动 。通 过 调节 启 动 电流 设定 值 ， 以达 到快 速 启 可
电气 软启 动 是指 通 过 电气 方 法 来 实现 带式 输 送 机 的 软启 动 ，
输送机系统中的软启动措施的使用
输送机系统中的软启动措施的使用目前采用的软起动方式有：摩擦式机械软起动、液力偶和器、液体粘性软起动、机电软起动可变速直流起动、绕先转子电机驱动、CST等。
输送机系统中主要软起动方式1、液力偶合器软起动1.1液力偶合器的结构液力偶合器，主要由泵轮、涡轮、外壳、辅助壳和弹性连接盘等组成。
泵轮为主动部分，与原动机相连，涡轮位从动部分，与工作机相连。
泵轮和涡轮为主有工作零件，内有平面径向叶片，二者组成环形工作腔，传递扭矩。
1.2液力偶合器的软起动原理液力偶合器又称液力联轴节，是利用液力动能和势能来传递动力的通用传动元件，它和一般联轴节一样，是安装在原动机与工作机之间的一个传动部件。
在液力偶合器内，工作腔局部地充满了工作液体，当泵轮在原动机带动下旋转时，其中的工作液体便被泵轮叶片驱动，在离心力的作用下，液体沿泵轮工作腔的曲面流向涡轮，同时冲击涡轮叶片，使之带动从动轴旋转，即完成由机械能→液体动能和势能→机械能的一个能量传递过程。
1.3应用特点应用这种液力偶合器具有以下优点：（1）减小起动时的冲击与振动，起动平稳，节约电能。
在机械转动中采用液力偶合器后，无论被拖动的负载有多大，对原动机来说都相当于轻载起动，并且电机能在很短时间内被起动，而负载则逐渐被加速，从而达到起步平稳，节约电能，延长工作机的使用寿命。
（2）提高电动机的启动性能，减小电机容量。
应用液力偶合器可充分利用电机的颠覆转距，其启动转距值可达电动机颠覆转距的95％左右，改善了电动机启动特性，可改小电机容量40％左右。
（3）过载保护，防止颠覆。
由于液力偶合器的最大转距值低于电动机的颠覆转距，可以保护电动机不致过载，当负载突然过载，甚至＂卡死＂时，偶合器能自行卸载，从而使电机和其它传动机得到保护。
（4）在多台电机的传动系统中，能使各台电机负荷均匀分配，实现顺序起动减小对电网的冲击电流。
2、液体粘性软起动系统2.1液体粘性软起动系统的结构液体粘性软起动系统是利用液体的粘性即油膜剪切力来传递扭矩的，其结构主体由主、从动摩擦片，控制油缸、弹簧、壳体及密封件等组成。
皮带输送机软启动方式的选用原则
皮带输送机软启动方式的选用原则皮带输送机软启动方式主要有液力调速装置、CST可控启动传动装置(简称CST)和变频调速装置，本文将为大家分析皮带输送机软启动方式的选用原则。
(1)液力调速装置。
主要技术优势：该设备内部结构比较简单，对传动油要求不高，维护费用不高，运行成本低，可以满足最基本的输送设备启动需求。
由于输入轴与输出轴间不是刚性连接，因此可做到电机空载启动，也能对工作机械起到过载保护作用。
主要缺点：调速型液力偶合器是一种非线性机械动力设计，调速效果差，在低速运行时液体介质处于半激活状态，转动滑差较大，电机高速运转时液体介质容易发热，动力损耗较大，另外需要辅以大量稀油冷却润滑系统。
一般来说，比较常见的液力调逮装置功率不超过500kW，产品控制精度不高、技术性能较差。
比较适合初级工业生产企业。
有国产和进口产品，设备可选范围大，造价相对较低，国产设备时有漏油现象，影响了传动特性。
(2)CST可控启动传动装置。
其主要优点有：在初始启动段能以较低的速度运行，此时松弛的胶带被逐渐张紧，此后按最小的加速度完成输送机的启动过程，从而避免了启动对胶带及设备的冲击。
起动时间长短根据皮带输送机运行参数可由人工预先设定，可控性较好，可确保稳定的加速度斜率。
在微机控制系统下，可对多台不同的驱动电机进行控制，使得各电机均衡出力达到功率平衡的作用，避免因电机出力不均甚至是超负荷运转而导致的电机使用寿命缩短现象。
可以完全做到电机空载启动和延时顺序启动，避免了启动电流过大对电网造成的冲击，同时也有利于提高供电电网运行安全性．减少了对其他用电设备产生的干扰。
输出轴的转速可做到从零转速开始的无级调速，减少了启动冲击负荷，降低了输送带的最大张力，可降低电机功率、输送带强度等设备的配置，从而可降低设备造价，尤其是对大运量、长距离运输的皮带输送机，效果十分显著。
设备不是刚性连接可以很好的起到过栽保护作用，起动过程比较平稳，可延长输送设备使用寿命，传动效率高能起到节能的效果。
矿用胶带输送机常用机械软启动装置
１ 液力偶合 器
液力偶合器是 目前矿用胶带 输送 机应用最广泛的软启动
（ ） 强 对 电刷 表 面 氧 化 膜 的认 识 ， 建 其 形 成 和 正 常 工 １加 创
作的条件 ： 近期发生的几起故障 ， 主要原 因是 因为电刷表面的 氧化膜润滑层无法形成 ， 氧化膜 的形成需要 一些 条件 ， 当条件 不满足时 ，氧化膜无法形成 或形成不 良，主要有 以下几 个原 因： ①温度过 高 ： 电刷 的氧化 膜一般在 ７ ％左右较易形 成 ， ０ 当 集电环 、 电刷 出现过热故障时 ， 常温度都 在 １ ０ 通 ５ ℃以上 ， 此时 即便换上新 的电刷 ， 氧化膜也不 易形成 ， 无法起 到润滑作 用 ， 电刷磨损将加剧 ， 导致 温度 继续升高 ， 成为恶性循环 。此 时可 采取外部强迫降温 的方法 ， 譬如涂抹凡士林 、 大功率风扇通风 等手段 ， 集电环温度 降到正常范 围内 ， 使 持续一段 时间 ， 电 让 刷表面氧化膜逐渐形成 ， 使之进入 良性循环状态 。② 冷却空气
整个系统的惯性而平稳 地启动 ， 而这 种启动是可控制 的， 对于 煤 矿 井 下 胶 带 输 送 机而 言 ，软 启 动 ” 不 仅 能 够 大 幅 度 减 轻 传 “
１ 限矩 型 液 力 偶 合器 ． １
限矩型液力偶合器主要 由输入轴 、 泵轮 、 涡轮 、 出轴 、 输 外
壳等构件组成 。电机通过输入轴带动泵轮旋转 ， 泵轮工作腔 内 的液体受离心力作用 ， 由泵 轮人 口被加速加压抛 向泵轮 出 口， 使液体动量矩 增大 ， 即泵轮将机械转化为液体 动能 。携带液体
辅助分析 的工具 。
３ 结 束语
通 过 对 氧化 膜 的产 生 、 成 过 程 的逐 步 了 解 和 深 入 ， 分 形 充
矿用高压软启动方式
高压水阻软启动器大中型鼠笼式异步电动机是许多工矿企业的主要用电设备之一。
根据国家节能中心规定，大中型电机应优先选用高压电机，而高压电机在使用中起动是一个首要的问题，在我国各工矿企业中，大功率笼型电机一般采用直接起动、串电抗器起动、高压变频软起动、串液阻降压起动等几种起动方式。
直接接入高压电网的电机，全压起动时，会造成电网电压下降，影响电网上其它设备的正常运行，甚至造成事故；接于专用变压器的电机，对变压器容量要求有一定的余量，而大多数企业所选配的变压器容量余量有限，只能空载全压起动，起动后再加负载，这样将给电机造成很大机械冲击，大大缩短了电机和拖动系统的使用寿命。
在这些情况下，我们只能采取降压起动方式对笼型电机进行起动。
电阻或电抗器减压起动，虽然起动设备价格较便宜，但这两种方式存在起动电流较大，起动性能不稳定等缺点，而且在起动过程中阻抗值不可调，发热严重、能耗大，起动过程不可控,且不宜连续起动，起动设备寿命短，属淘汰产品。
热变电阻利用液体电阻的负温度特性来改变电阻值，而实际上液体电阻的这种阻值随温度升高而变小的特性相当有限，基本上等同于一个固定电阻，其虽然也能实现起动一次的功能，但其起动特性不能很好地满足电机起动时所要求的阻值平滑变小的需要，而且可控性很差，起动一次温升很高，不适合需经常起动的场合。
针对这种情况，我公司根据几年的液阻产品开发经验，开发了适合于大、中型的笼型电机液体电阻软起动装置。
该产品充分利用了液体电阻热容量大，可调性好的特点，能将电机的起动电流控制在2－3.5Ie 倍电机额定电流的范围内，极大地降低了起动电流，其良好的起动特性使之成为目前国内大中型笼型电机理想的软起动产品。
ZLQ系列笼型电机液体电阻起动器是用特种介质配备的水溶液作为电阻，串入电机的定子回路。
该电阻在电机起动过程中，控制阻值由大到小变化，恰好与异步电动机的起动特性相适应，大幅度降低电机的起动电流，从而实现鼠笼电机降压无冲击地平滑起动。
带式输送机各种软启动性能比较汇总
带式输送机用各种软启动性能比较山东科大机电科技有限公一、有关规定《煤矿安全规程》第373条规定，带式输送机应加设软启动装置。
MT820标准规定起动加速度应小于0.3m /s²。
带式输送机采用软启动装置能够使设备平稳启动，有效减小输送带及承载部件的动态载荷，降低输送带及结构件的强度，提高传动部件和胶带使用寿命；减少设备起动对电网的冲击；运行过程中减少冲击和震动；部分软启动装置具有过载保护、低速验带功能，还可在多驱动系统中实现功率平衡。
二、各种软启动装置性能比较1.电软启动装置电源---电软起动器---电机---限钜型液力偶合器---减速器驱动装置连接图1.1原理和工作过程软起动是使用调压装置（一般用可控硅和IGBT）在规定的起动时间内，自动地将起动电压连续、平滑地上升直到接近额定电压时，再由起动回路切换到主回路，运行过程中无缓冲作用。
1.2功能和特点起动方式有调压、限流、突跳等起动方式。
降压起动，有一定的限流作用，能在一定的程度上降低电机起动对电网的影响，可在一定程度上降低起动力矩对设备的冲击。
具有体积小，价格低，操作简单方便的特点，广泛应用于顺槽可伸缩带式输送机。
1.3不足1）重载起动困难；2）考虑谐波影响，选用电机时要加大容量，一半要增加20%~%40；3）起动过程完成时，电路切换对电网有冲击;4）正常运行过程中有冲击有负载时无缓冲作用，一般要配合偶合器等传动产品；5）不具备功率平衡和无级调速功能。
1.4起动曲线1.5主要产品主要有660V；1140V；3.3kV；6kV；10kV等产品。
1.6参考价格：1140V 500kw 12万6000V/400A 进口组装约50万10000V/200A 进口组装约60万2.变频软起动装置电源---变频器---电机---减速器驱动装置连接框图2.1原理变频器是利用电力半导体器件将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流变频电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。
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矿井运输皮带机常用的几种软启动装置
淮北矿业集团公司朔里煤矿赵勇
【摘要】介绍几种常用的软启动装置的工作原理、特性，以及在带式输送
机上的应用情况。
【关键词】软启动装置特性工作原理带式输送机应用
1.概述
随着工业控制技术的不断发展，各类软启动装置也越来越多的应用到工业生产之中。
特别是煤矿井下的胶带输送机，作为运煤的主要运输工具，由于运输距离长、功率大、工作时间长，为此迫切要求增加软启动装置，以达到快速启动、节约用电和不至于影响别的电气设备正常工作。
在《煤矿安全规程》中也有明确要求：“带式输送机应加设软启动装置，下运带式输送机应加设软制动装置”。
加装这类装置后，就能确保带式输送机的平稳、安全可靠运行。
当前，不少煤矿在带式输送机上都使用了多种型号的软启动装置。
在带宽
1m以下的输送机上，大都使用了限矩型液力偶合器，个别用真空开关直接启动，多数采用调速型液力偶合器、液体粘性软启动器、变频调速装置，以及交流电机软启动器等。
2.软启动装置的工作原理
2.1调速型液力偶合器
调速型液力偶合器泵轮从电动机上获得机械能，通过工作腔内的工作液推动涡轮旋转，由输出轴带动工作机。
调节工作腔内的充油量，实现工作机的无级调速与软启动。
配备电动执行器和操作器，或自动测速装置，就能够实现遥控或自动控制。
2.2液体粘性软启动器
主动轴带动主动摩擦片旋转，通过摩擦片之间的粘性液体油膜的剪切力带动从动摩擦片旋转。
这种液体粘性软启动器通过电液控制系统，调节摩擦片间的油膜厚度，控制输出扭矩，实现平滑启动及无级调速。
2.3变频调速装置
交流电机关难过外部的真空接触器进入整流单元进行整流，然后经过滤波电容进入功率模块的输入端，通过控制器调节IGBT功率器件，使直流重新逆变为适当频率、相位和电压的交流电供给电动机，可使输送机按照设定的速度曲线平稳启动，实现软启动。
2.4交流电机软启动
交流电动机软启动器的主回路采用三对反并联可控硅，利用全数字矢量控制技术，通过速度与电流的闭环调节控制电动机端电压、电流，以软启动交流调压方式控制电动机的启动电流。
启动时，由微处理器根据预设参数或PC接口输入的数据，控制三相可控硅的导通角，软启动控制器的输出电压按一定的斜率逐渐升高到额定电压，保证电动机带动输送机平滑地过渡到额定转速。
启动结束后，由控制器发出信号，使旁路真空接触器进入正常工作，可控硅暂停工作，系统处于正常运行状态。
当需要停车时，给出停车信号，真空接触器断开，停止工作，然后由可控硅完成全部停车过程。
3.软启动装置的技术特性
3.1调速型液力偶合器的特点
调速型液力偶合器具有以下主要优点：启动时间可以任意调节，是输送机能够按照启动速度曲线平滑启动，并能实现满载启动；能够确保输送机启动加速值
在0.1—0.3m/s范围之内，使输送机启动张力控制在允许的范围内；能使鼠笼式2
电动机空载启动，又能利用尖峰力矩做启动力矩，提高启动能力，缩短了电机启
动时间；用于多机驱动时，能实现多机功率平衡；隔离输入、输出扭矩，减缓冲击，防止动力过载，保护电动机及输送机主要部件不会因冲击过载而损坏；易于实现对输送机的遥控和自动控制，操作简便；它结构简单可靠，投资少，运营费用低；输送机短时停车时可以不停电；能够实现多机顺序启动，减少对外界电网的冲击；操作维护简单，备件也容易获得。
调速型液力偶合器的主要缺点：启动性能较液体粘性软启动稍差；正常工作
时，一般有3%—5%的滑差，效率损失较的；体积较大，发热量大；调速精度和传动效率不及变频调速；功率不同的液力偶合器主要部件通用性差，使用维护难度大。
3.2液体粘性软启动器的特点
液体粘性软启动器的主要优点：加、减速度调节范围大，能提供平滑的启动力矩，这样大大提高输送机的寿命；电动机能空载启动，电气和机械冲击小；能实现多电动机驱动功率平衡；能够对传动系统进行过载保护，提高使用寿命；与电动机的匹配特性良好，能实现重载启动；传动效率较高，功率损耗小。
液体粘性软启动器的的主要缺点：使用这种软启动器，每个软启动装置需要一个液压站，导致结构复杂；使用油液传动，易因漏油污染环境；电液系统较复杂，维护要求较高；因设置液压站，使得能耗也高。
3.3变频调速装置的特点
变频调速装置的主要优点：软启动、软制动性能良好；不存在漏油的问题；可以实现多台电机的功率平衡；可以变速运行，调速范围大。
变频调速装置的的主要缺点：控制复杂，对使用维护、环境温度及清洁要求高；对电源频率有一定的污染；在矿井下使用时，散热问题较难解决；价格也比较贵。
3.4交流电机软启动装置的特点
交流电机软启动装置的主要优点：体积小，价格低廉，操作简单方便。
交流电机软启动装置的主要缺点：用于恒转矩负载时，调压调速差动功率损耗大，效率低；考虑谐波影响，选用时要加大容量20%—40%；满载启动困难；不能使电动机空载启动；不具备功率平衡和无级调速功能。
4.软启动装置的应用情况
现在矿区使用的YOTCK560型调速型液力偶合器，使用在DX5-（I）—1200型钢绳芯带式输送机上，其装机功率为4×280KW，效果较好。
其他类型的胶带输送机上使用也很好。
YNRWD-250/1500型液体粘性软启动装置在DTL120/100/4×250S（装机功
率4×250KW）等型胶带输送机上使用，效果也比较好。
BPJ1200-1140（660）型变频调速装置在DX5-1200/3×160（装机功率3×160KW）等型皮带机上运用，效果较好。
交流电机软启动装置在可伸缩皮带机上使用，效果较好。
5.软启动装置的应用比较。