浅析软启动装置在大型带式输送机中的应用

摘要: 为了保障大型带式输送机安全可靠的运行，合理选择驱动装置。本文针对四种软启动装置变频电机、可控起动传输CST、调速型液力耦合器、液体粘性调速离合器，分别介绍了他们的工作原理，浅析了各自的优缺点。对大型带式输送机驱动装置的选型具有重要的指导意义。

关键词: 软启动 大型带式输送机 可控起停传动装置CST变频调速电机 调速型液力耦合器 液体粘性调速离合器

中图分类号：TH222文献标识码： A 文章编号：

大型带式输送机即指长距离，大运量，大带宽，高带速，大倾角，大功率等主要技术参数较大的带式输送机。驱动装置是带式输送机动力的来源。大型带式输送机在启动时有较严重的动态效应，因此必须采用具有良好启动特性的驱动装置。

软启动装置可在电动机转速恒定的情况下无级调节工作机的转速。它是专门为平滑起动运送大惯性载荷，如大型带式输送机而设计的。

软启动装置可在启制动过程中最大限度的降低系统的惯性力，将带式输送机加速、停车时的胶带张力降到最小。从而减小对电网的冲击。

可控起停传动装置CST、变频调速电机、调速型液力耦合器、液体粘性调速离合器除了可实现软启动，还可以实现软停车。

可控起停传动装置CST

可控起停传动装置CST的定义是带有电液反馈控制及齿轮减速器，在低速轴装有线形、湿式离合器的机电一体化的高技术可控起动及停车驱动装置。

CST有三部分组成：输入部分、输出部分、和离合器组件。直交轴输入部分有一对伞齿轮及一对斜齿轮组成。输出部分由太阳齿轮，行星齿轮座上的行星齿轮及环形齿圈组成，行星齿架与输出轴相连。离合器组件由两组带槽的离合片组成，静片和机壳相连，动片和环形齿圈连接。启动负载之前驱动电机空载启动，而CST输出轴并不运动。在电动机达到额定的速度之后，通过控制系统使每台CST离合器的液压力逐渐增加，这时环形齿圈的运动受到限制，行星齿轮开始在环形齿圈上作公转以补偿受到限制的运动，结果是行星齿轮架即输出轴开始转动。

可控起停传动装置CST对大型带式输送机启动加速、减速停车、过载保护、多机驱动负载平衡等方面都具有良好的可控性。

在软启动和调速过程中，发热量极大，传动效率低。对油的质量要求高，液压及控制系统复杂。价格昂贵，运行成本高。

变频调速电机

变频调速装置具有很好的可控启动和可控制动特性，控制输送机按照理想的启制动曲线启动和制动，以减小输送带及承载部件的动态载荷，避免出现振荡。还能大幅度降低电机起动时电流对电网的冲击及对电机寿命的影响。变频调速装置还具有自动跟踪、过载保护、多机平衡和低速验带功能。

变频调速具有效率高，范围宽和精度高的调速性能，是交流电动机较理想的调速方法。低速运行时输出扭矩大，功率平衡性能好。

交流变频系统由三绕组变压器，四象限变频器，三相异步电动机及相关选件等组成。其控制线路简单，维护工作量小，保护监测功能完善。现在高性能的变频调速系统由于采用了“矢量控制”技术使得交流调速性能已经达到了直流传动的水平。

变频调速电机能够实现软启动/软停车，从而解决了直接启动/快速停车过程中对胶带和设备的冲击问题，避免撒料和叠带，有效抑制胶带输送机动态张力波造成的危害，延长输送机使用寿命。

变频调速电机调频性能好、节能、起动转矩性能好、噪声低、振动小、启动电流小，运行安全可靠、外形美观。既能保证电机在高频时的过载能力，又能在低频运行时保持恒转矩输出。

变频调速的调速精度高，易于实现起制动速度曲线的自动跟踪。启动系数可以控制在1.05~1.1，启动加速度可以控制在。变频调速电机起动时间可在1~3600秒范围内任意设定，低速运行时可输出较大扭矩，完成有载起动。满足整机动态稳定性及可靠性。

调速型液力耦合器

调速型液力耦合器的工作原理：使耦合器工作腔内充入一定量的工作液，工作轮泵轮从电动机上获得机械能，并转化未液体动能，推动涡轮旋转，涡轮把液体动能转化为机械能，通过输出轴，带动传动滚筒工作，周而复始，实行了从原动机到工作机之间的能量传递。调速型液力耦合器之所以能调速，使通过耦合器的导管改变导管开度，从而改变工作腔内工作液的充满度，在电机转速不变的情况下，实现对工作机的无机调速，改变输出功率的大小。因在传递能量变化时，产生转差率会使工作液发热，所以必须配备冷却器把工作液冷却，耦合器配备有电动执行器，能接受执行信号并操作导管开度，亦可按用户要求配自动测速装置，可以实现手动调速或自动控制。

能使鼠笼式电动机空载起动，又能利用其尖峰力矩作起动力矩，提高其起动能力，缩短了电机起动时间，而使工作机滞后于电机缓慢起动。

适用范围广，可在不同输入转速及功率下运行。

用于多机驱动时，能协调功率平衡，减少对电网冲击电流。

隔离扭振，减缓冲击，防止动力过载，保护电机、工作机，不会因过载而损坏。

能实行无级调速，有显著的节电效果，节电率可达10%~40%。

易于实现对工作机的自动控制，操作简捷。

提高工作机的使用寿命，减少噪音，改善了劳动环境。

结构紧凑，工作可靠，操作方便，维护简单，投资较低。

液体粘性调速离合器

液体粘性调速离合器通过改变离合片的间距，达到改变粘性液体间的剪切力，来改变传递力矩。当调整离合片间的间隙时，传递力矩和输出转速可随之变化。

机械本体结构由主、从动轴，主、从动摩擦片，控制油缸，弹簧、箱体及密封件等组成。当主动轴带动主动摩擦片旋转时，摩擦片之间的粘性流体形成油膜带动从动摩擦片旋转，通过调整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，从而改变从动轴的输出转速和转矩的大小，实现机械设备的可控软起动以及调速功能。

安装在驱动装置的高速轴上，价格低廉。

结论

表1.四种软起动方案比较

参考文献：

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