1、問題的提出
    膠帶輸送機是目前煤礦運送煤炭最常用的方法之一。為達到更高的生產效率和更低的輸送成本，要求輸送機單機長度和功率均要增大，這給膠帶機驅動技術提出了新課題。
    大功率膠帶輸送機膠帶是一個彈性體，當電機給輸送帶系統加上力矩，輸送帶受力而變形時，輸送帶越長，加載時間越短，儲存的能量就越大，迅速釋放這些能量會對帶式輸送機部件產生極大的沖擊力，力的頻譜可能會與輸送機的某一部件的諧振頻率共振而導致整個系統被破壞。如果能使驅動系統緩慢地對輸送帶加力，就可以最大限度地減少輸送帶局部過大的變形，從而避免上述情況的發生。因此在輸送機的設計、選型過程中，必須解決這些控制問題。
2、解決問題的方法
    目前國內外對大功率膠帶輸送機的傳動要求及驅動設備作了大量研究，并研制開發了適合大功率膠帶輸送機起動特性的多種驅動系統。
2.1 CST技術的應用
    CST是由美國Rocwell Automation4)odge公司研制開發的一種新型機電一體化產品。它由多級齒輪減速器，濕式、線形離合器，液壓系統及控制系統組成，濕式、線形離合器由多個動片和靜片交叉、疊合而成，動片組經外齒花鍵與行星輪系的內齒圈連接，靜片組經內齒花鍵與固定在減速箱土的軸套連接，離合器的動作由環形液壓缸操作。
    平行軸式CST為二級齒輪減速器，第一級是斜齒輪而第二級是行星齒輪，輸入軸與鼠籠式感應電動機連接，輸出軸與負載相接，電動機起動后，多片型離合器的液壓缸上不加壓，動、靜片之間有較大的間隙。輸入軸經一級齒輪減速后，帶動行星輪系的太陽輪1旋轉，由于動、靜片之間的間隙大，動片的轉動不受阻，內齒圈4可自由轉動，使得行星輪2只能自轉，行星架3和輸出軸不能動，從而達到無載起動的目的，當達到額定轉速穩定運行后，通過環形液壓缸向離合器的動、靜片上加壓，使離合器結合，帶動負載起動。
    CST設計的目的是用來平滑地起動高慣性負載，通過改變加在離合器上的液壓壓力，來改變CST的輸出力矩。
2.2調速型液力偶合器
    調速型液力偶合器相當于離心泵和渦輪機的組合，當電機通過液力偶合器輸入軸驅動泵輪時，泵輪如一臺離心泵，使工作腔中的工作泵輪葉片流道向外緣流動，液流流出后，穿過泵輪和蝸輪間的空隙，沖擊蝸輪葉片以驅動蝸輪，使其象渦輪機一樣把液體的動能和壓能轉變為輸出機械能；然后，液體又經蝸輪內緣流道回到泵輪，開始下一次的循環，從而把電機的能量柔性地傳遞給工作機。工作腔中充液量的變化可改變蝸輪的轉速，因而通過勺桿位置的調節，改變工作腔內工作液體的多少，就可以實現膠帶機的軟起動。
2.3經濟型軟起動液力偶合器
    美國Dodge生產的CKCP型偶合器在設計中加入了較大容積的延時充填輔腔，主工作腔與輔腔之間經過標定直徑的注油孔相通，起動前，輔腔存有一部分油，從而減少了主腔中的油量，使電動機迅速起動完畢并降低起動力矩，在起動中，輔腔中的油以正比于輸出轉速的速率向主腔注油，逐步增大傳動力矩，當起動完畢后，輔腔中的油基本全部注入主腔，偶合器處于正常工作狀態。
2.4交流電動機軟起動控制器
    我國帶式輸送機有關技術標準對起動時的曲線形狀均無特殊要求，一般為線性，對加（減）速度反提出0.1～0.3s2的要求，但實驗證明，線性加速不是最佳方法，而用“S”曲線可取得良好效果。實驗室實驗表明，以同樣時間起動電動機（軟起動），用“S”形曲線比直線平穩得多，振動噪聲亦小。該起動速度曲線可用下式表示：
    由上圖可看出，三條曲線較平滑，特別是加速度曲線過零點，在起動初期及起動結束時加速度均很小，體現了起動過程的穩定性，沖擊小。
    國內一些電控設備研究單位開發的交流電動機軟起動器大多是以反并聯的晶閘管組為開關，以軟起動交流調壓方式限制電動機的起動電流，以使電機拖動的機械傳動系統平穩地過渡到額定轉速。新近開發的QJR1型交流電動機軟起動器在吸收了國內同類產品優點的同時又作了重大改進，其核心采用英國Eurotherm公司的傳動控制器，它由帶速傳感器構成速度反饋外閉環，電流反饋作為內閉環組成雙閉環調節系統，來控制大功率晶閘管元件，在電動機的起動過程中，系統根據帶速傳感器反饋信號和按用戶要求預設的”S，J型曲線調節晶閘管的導通角由180°移到0°，軟起動控制器的輸出電壓也由0v逐漸升到額定電壓，從而保證電動機起動加速度在0.1m/s2≤a≤0.3m/s2范圍內電機平滑可靠地完成起動過程。當電動機起動過程完成后，由傳動控制器控制交流接觸器吸合，短接所有的晶閘管，使電動機直接投入電網全壓運行。
3、軟起動技術比較
3.1 CST技術的特點
    (1)對于帶式輸送機可以使用多臺CST，起動負載之前驅動電機空載起動，而CST輸出軸并并不運動，在電機達到額定速度之后，通過控制系統使每臺CST離合器的液壓力逐漸增加來緩慢、平穩地對輸送帶張緊，然后輸送帶平穩地加速到滿速。故而輸送帶受力平穩，輸送帶的安全系數取值可以相應降低。由于電機的選擇是基于運動條件而不是起動條件，因此使用CST時，電機的功率及尺寸可以達到最小。
    (2)CST是一種新型機電一體化產品，其控制系統較為復雜，現場維護人員需要專門培訓，其較高的價格，也是我國用戶在選用時必須考慮的因素之一。
3.2調速型液力偶合器的特點
    (1)能實現電動機空載起動，并可利用其尖峰力矩作起動力矩，提高其起動能力，減少對電網的沖擊；多機驅動時，采用平衡調節裝置，能實現功率平衡，從而有效地避免電機過載，保護電動機；能夠隔離扭振，減緩沖擊，過載時能自動產生滑差而卸載，從而保護原動機、工作機不因過載而損壞。
    (2)由于調速型液力偶合器體積較大，因此在井下巷道布置時，往往需要較大的空間，這樣就增加了基建投入；如密封不好，產生漏油現象，給井下使用、維護帶來不便；根據現場經驗，膠帶長度若大于4km，則調速型液力偶合器較難滿足要求。
3.3交流電動機較起動控制器的特點
    (1)控制器能夠按“S“形曲線起動，是目前較為理想的軟起動的器件，“S”形曲線由計算機生成，并能根據現場如膠帶的長度，傾角的大小等不同情況，方便地加以調整，以滿足不同工況要求，系統閉環運行，起動時間不隨負載大小而改變。
    (2)由于受器件的限制目前遠未有6kV等級的交流電機軟起動器，只能對額定電流在300A以下電機進行軟起動根據隔爆原理軟起動器箱體隔爆面之間應有一定的間隙，而防塵防水的要求是間隙盡量小，因此對防爆不作要求的地點，應另采取措施防塵、防水。
4、結束語
    大功率膠帶輸送機起動控制技術的應用，降低了起動電流對電網的沖擊，減少了在起動過程中對膠帶機的機械沖擊。因為降低了起動加速度，增加了起動時間，從而降低了動張力，這樣膠帶強度可降低，膠帶的厚度也可少，如厚度不降低則可延長使用壽命，因此可取得較大的經濟效益。使膠帶機運行更加平穩。
    如何解決大功率膠帶輸送機起動又是一個綜合性問題，設計人員應根據不同的長度，傾角以及帶式輸送機的重要性等各種條件進行比較，從技術經濟角度綜合考慮來決定最佳起動方式。