軟起動(dòng)裝置是降低帶式輸送機(jī)起動(dòng)及停車過(guò)程中動(dòng)載荷的有效途徑，通過(guò)控制帶式輸送機(jī)起停時(shí)的加、減速度，可保證帶式輸送機(jī)的可靠平穩(wěn)運(yùn)行，提高設(shè)備的運(yùn)行效率。
    機(jī)械電子式軟起動(dòng)裝置是一種新型的軟起動(dòng)裝置，它集機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、傳感技術(shù)及電力電子技術(shù)于一體的新型機(jī)電一體化軟起動(dòng)系統(tǒng)，用于解決大功率帶式輸送機(jī)的起動(dòng)問(wèn)題。新型機(jī)械電子式軟起動(dòng)裝置采用了差動(dòng)行星輪減速機(jī)構(gòu)，利用差動(dòng)原理可對(duì)帶式輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)、軟停車、及多電機(jī)的功率平衡等。
1、機(jī)械電子式軟起動(dòng)裝置的組成
    機(jī)械電子式軟起動(dòng)裝置由機(jī)械傳動(dòng)部分、控制系統(tǒng)兩大部分組成。傳動(dòng)系統(tǒng)主要由差動(dòng)的行星齒輪減速機(jī)構(gòu)、異步電動(dòng)機(jī)（包括主電機(jī)、調(diào)速電機(jī)）、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)等組成。在軟起動(dòng)、軟停車、無(wú)級(jí)調(diào)速的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)凋速電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出軸無(wú)級(jí)調(diào)速的目的。
2、工作原理及功能分析
    機(jī)械電子式軟起動(dòng)裝置機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)原理如圖1所示。其包括主電機(jī)I和控制電機(jī)Ⅱ。主電機(jī)I的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器9、齒輪8、7與差動(dòng)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入軸相聯(lián)。差動(dòng)行星機(jī)構(gòu)中的太陽(yáng)輪3經(jīng)行星輪4和內(nèi)齒圈5驅(qū)動(dòng)行星架H，通過(guò)輸出軸6將動(dòng)力輸出。在內(nèi)齒圈5上固聯(lián)有蝸輪2，蝸輪2與蝸桿1相嚙合。蝸桿l通過(guò)聯(lián)軸器與調(diào)速電機(jī)Ⅱ相連接。
    主電機(jī)通過(guò)差動(dòng)行星輪減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)負(fù)載，調(diào)速電機(jī)通過(guò)蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制差動(dòng)行星機(jī)構(gòu)中的內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)速，從而控制輸出軸的轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)主電機(jī)空載啟動(dòng)和帶式輸送機(jī)的可控制起動(dòng)。
    機(jī)械電子式軟起動(dòng)裝置開(kāi)始工作時(shí)，在主電機(jī)l開(kāi)始啟動(dòng)的同時(shí)，通過(guò)使用變頻控制器對(duì)調(diào)速電機(jī)Ⅱ的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，使調(diào)速電機(jī)Ⅱ的轉(zhuǎn)速與主電機(jī)I的轉(zhuǎn)速始終保持一定的比例關(guān)系，使行星架H和輸出軸6的轉(zhuǎn)速保持為零。實(shí)現(xiàn)主電機(jī)I空載工況下啟動(dòng)。
    主電機(jī)啟動(dòng)后，可根據(jù)預(yù)先確定的輸出軸6的加速度，逐步降低調(diào)速電機(jī)Ⅱ的轉(zhuǎn)速，使主電機(jī)l的動(dòng)力逐漸加到與輸出軸6相連的帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)滾筒上，從而實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的軟起動(dòng)。同理，通過(guò)變頻控制器控制調(diào)速電機(jī)的速度，實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的軟停車，還可實(shí)現(xiàn)多驅(qū)動(dòng)功率平衡與過(guò)載自動(dòng)保護(hù)。
    綜上所述，機(jī)械電子式軟起動(dòng)裝置可實(shí)現(xiàn)以下主要功能：軟起動(dòng)——按照用戶的要求，對(duì)負(fù)載進(jìn)行可控制的起動(dòng)；軟停車——按照用戶的要求，對(duì)負(fù)載進(jìn)行可控制的停車；無(wú)級(jí)調(diào)速——具有較寬的無(wú)級(jí)調(diào)速范圍，調(diào)速準(zhǔn)確可靠；多驅(qū)動(dòng)功率平衡——可同時(shí)對(duì)多個(gè)電機(jī)進(jìn)行功率平衡控制；過(guò)載自動(dòng)保護(hù)——負(fù)載過(guò)大時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)卸載，保護(hù)系統(tǒng)安全。
3、機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置工況分析
    機(jī)械電子式軟啟動(dòng)裝置在工作中，呈現(xiàn)出以下幾種工況。其中主電機(jī)I、調(diào)速電機(jī)Ⅱ和負(fù)載在不同工況下的轉(zhuǎn)速變化曲線如圖2中a、b、c所示。
    (1)階段1：調(diào)速電機(jī)首先啟動(dòng)并加速，通過(guò)差動(dòng)輪系將凋速電機(jī)動(dòng)力傳遞給主電機(jī)輸出軸和減速器輸出軸，主電機(jī)隨著調(diào)速電機(jī)被動(dòng)旋轉(zhuǎn)，減速器輸出軸6端由于負(fù)載阻力轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速為零，如圖2的a、b、c等I階段所示。此時(shí)，差動(dòng)行星傳動(dòng)系統(tǒng)中由于行星架轉(zhuǎn)速nh=0，可等效為以蝸桿為輸入軸的定軸輪系。
    (2)階段Ⅱ：當(dāng)主電機(jī)轉(zhuǎn)速n-在空載階段被動(dòng)加速到接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，主電機(jī)通電。然后調(diào)速電機(jī)從額定轉(zhuǎn)速n u開(kāi)始減速，負(fù)載開(kāi)始從零按照一定的加速度和速度起動(dòng)+如圖2的a、b、c第Ⅱ階段所示。當(dāng)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速降至nn=0時(shí)，負(fù)載軟起動(dòng)結(jié)束。
    (3)階段Ⅲ：軟起動(dòng)結(jié)束后，調(diào)速電機(jī)停止運(yùn)行，即保持n=O．_豐電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下平衡地運(yùn)行，負(fù)載進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行階段，如圖2的a、b、c第Ⅲ階段表示。此時(shí)，由于蝸桿機(jī)構(gòu)反行程自鎖，差動(dòng)行星機(jī)構(gòu)中內(nèi)齒圈5的轉(zhuǎn)速n5=0，此時(shí)，差動(dòng)行星機(jī)構(gòu)相當(dāng)于2K-H型行星輪系。
    (4)階段Ⅳ：軟停車時(shí)，即主電機(jī)不停車，仍在額定轉(zhuǎn)速下平穩(wěn)地運(yùn)行，而由調(diào)速電機(jī)加速，使負(fù)載轉(zhuǎn)速逐步減至零，如圖2的a、b、c第Ⅳ階段所示。
    (5)階段v:當(dāng)工作需要緊急停車或完全停車時(shí)，則主電機(jī)先停車，其轉(zhuǎn)速由額定轉(zhuǎn)速快速減至零。此時(shí)，由于負(fù)載有機(jī)械慣性，所以調(diào)速電機(jī)需要繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)減小負(fù)載的慣性力矩，直到兩者的轉(zhuǎn)矩達(dá)到平衡，即負(fù)載轉(zhuǎn)速為零即nH =0，調(diào)速電機(jī)停車。
4、結(jié)束語(yǔ)
    由于機(jī)械電子式軟起動(dòng)裝置在結(jié)構(gòu)上采用了差動(dòng)行星輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，完全可以實(shí)現(xiàn)大型帶式輸送機(jī)的重載軟起動(dòng)及軟停車等工況要求。研究開(kāi)發(fā)機(jī)械電子式軟起動(dòng)裝置，對(duì)提高大型帶式輸送機(jī)的工作可靠性，延長(zhǎng)其使用壽命等具有重要意義。


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