带式输送机软启动技术对比研究

史文超

(山西汾西同达工程设计有限公司，山西 介休 032000)

带式输送机具有运输连续、运量大、运输距离长等优点，是矿井主要输送设备。现阶段矿井绝大多数带式输送机均采取软启动方式，降低设备启动初期对供电电网造成冲击，提高了带式输送机运行稳定性。如何选择带式输送机软启动方式是矿井生产过程中面临现实问题，文中就矿井常用的液力耦合器、变频软启动方式进行比对分析，以期为矿井选择合理带式输送机软启动方式提供参考。

1 带式输送机软启动必要性分析

带式输送机启动过程时胶带运行速度从0提升至额定运行速度过程，设备运行加速度从0增加后逐渐降低至0。胶带为弹性参数，当带式输送机启动过程耗时越短，胶带运行时受到的张力、加速度越大，不仅会给胶带带来较大冲击力，同时会给供电电网造成较大冲击。适当的延长带式输送机启动时间，可以降低启动过程中对胶带、供电电网冲击，确保带式输送机平稳运行。

一般情况下带式输送机加速度控制在0.3m/s2，一些重要位置带式输送机就加速控制在0.1m/s2，具体矿井常用的带式输送机不同带速下的最小启动时间规定见表1。增加皮带输送机启动时间，可以降低设备启动过程中瞬间电流过大而对供电电网造成较大冲击，避免驱动电机损坏。

表1 不同带速下的最小启动时间

2 矿井常用带式输送机软启动方式分析

2.1 液力耦合器

该装置结构包括有控制系统、涡轮以及泵轮组成，通过液力传递驱动电机转矩。具体工作原理为：通过与驱动电机相连接的输入端运转，带动装置内液体做运转，从而形高速运行液流，带动涡轮运转，涡轮带动输出轴转动，输出力矩。通过采用液力耦合器可以使得驱动电机机械特征软化，从而改善驱动电机的启动特性，增加启动力矩。矿井常用的调速型液力耦合器，结构见图1，其工作时用电磁阀控制液压油路开、闭，通过控制工作腔内部液压油量，控制耦合器输出端力矩及转速，实现调速。液力耦合器运行可靠、操作及后续维修较为简单、运行可靠，设备价格便宜，但是该液力耦合器结构复杂、调速范围大、传递功率较差等，在现场通常需要配置冷却系统对耦合器进行降温，通常将其布置在对矿井带式输送运输系统影响不大的带式输送机上。

2.2 变频调速

主要通过变频器控制输出电流频率来控制驱动电机运行速度，实现带式输送机软启动。变频器结构包括有控制回路、主回路，控制回路包括有微处理、驱动、控制以及检测等功能模块；主回路包括有整流、滤波及逆变等电路模块。变频器工作时通过IGBT晶闸管来调整输出电流频率、电压，从而达到控制驱动电机运行速度。

图1 调速型液力耦合器结构示意图

具体矿井最为常用的驱动电机+变频器+减速度+驱动滚筒组合方式见图2。当变频器输出的低频率电流时，为了确保驱动电机有足够的输出扭矩，通常需要增大电流来保证，当带式输送机在低速重载运行时，采用的变频器无法有效降低电能消耗。

图2 矿井带式输送机变频软启动常用组合方式

将变频器应用到带式输送机上，具有调速范围宽、许用功率大，带式输送机运行速度从0增加到设计值速度调节较为平缓，具有较高的传动效率。但是也存设备费用高昂、变频过程中产生的谐波对供电电网有一定污染等问题。

2.3 两种软启动方式对比

具体矿井常用的两种软启动方式工作特征见表2。

表2 液力耦合器、变频器两种软启动方式工作特征

对矿井带式输送机常用的液力耦合器、变频器软方式进行分析，带式输送机软启动方式确定需要综合考虑带式输送机载荷、输送距离、运行工况、投资额定等。选用的带式输送机启动方式应在满足设备使用、功能前提下，尽量减少设备投入。

1)对于矿井运输有较大影响，同时输送距离长、运载量大、装机功率高等条件下的带式输送机软启动时推荐采用变频调速方式；

2)对于输送距离短、运量小及对矿井运运输系统影响较小的带式输送机，为了降低矿井生产投入，推荐选用液力耦合器。

3 总结

带式输送机不同软启动方式具有其各自的应用特点，在确定软启动方式时，应根据带式输送机运行条件、现场应用环境、投资额定等综合确定。采用液力耦合器方式方式可以有效降低设备初期投入，但是也存在传动效率差、使用费用高等问题；变频启动方式虽然现阶段是矿井带式输送机软启动采用的主流方式，但是在重载启动时存在对供电电网冲击大，电机工作电流高等问题，同时设备价格较为昂贵。