0、概述
    帶式輸送機的軟起動是在設定的起動時間內，通過控制起動加速度的大小，來確保輸送機按所要求的速度曲線平穩起動，并達到額定運行速度，同時使電機的起動電流與輸送帶的起動動張力控制在允許范圍內。
    根據調速設備的不同，目前國內外常用的軟起動裝置主要有：變頻調速裝置、調速型液力耦合器和差動液黏調速裝置(CST)。本文在分析軟起動裝置的調速原理的基礎上，結合現場使用經驗，對3種軟起動裝置的調速性能的優缺點進行比較，，針對不同類型帶式輸送機提出不同軟起動方案。
1、變頻調速裝置的調速性能
    變頻調速裝置的主要原理是：利用可控硅整流器先將50 H的交流電變換為直流電，再由可控硅逆變器變換為頻率可調、電壓有效值也可調的三相交流電供給鼠籠式異步電機，使電機實現無級調速。
    變頻調速裝置的特點：
    (1)調速精度高變頻調速易于實現啟制動曲線的自動跟蹤，能夠提供軟的、理想的起制動性能，使用開環系統控制帶式輸送機的驅動可以滿足技術要求。輸送機啟動系數可控制在1.05～1.1，啟動加速度可以控制在0～0.05m/s2，適用于長距離、線路復雜的帶式輸送機，可用控制輸送機按設定的S曲線啟動和制動，以滿足整機動態穩定性及可靠性要求。使用變頻器實現了輸送機的軟啟動，啟動時的機械沖擊可大大減小，從而使機架的設計向輕型化發展。
    (2)具有功率平衡作用當用多臺變頻調速電動機驅動一臺帶式輸送機時，由于電動機的機械特性差異會導致各電動機負載功率不均。通過變頻調速裝置的低速驗帶速度功能，調整各電機的特性使之盡量接近，可以減小各驅動裝置間負載功率的差異。
    (3)對電網產生沖擊  采用變頻調速裝置需要配置容量適當的耗能裝置或可以向電網反饋能量的裝置。
    (4)對環境要求高變頻調速裝置對環境的溫度及清潔度要求較高，而煤礦井下的環境惡劣，煤塵、油污等污染較為嚴重，而且難以滿足井下安全防爆的要求。另外，大功率變頻器的發熱問題在井下也是一個不太容易解決的技術問題。因此煤礦井下用帶式輸送機較少采用此軟起動裝置。
    (5)大功率變頻器依賴進口  一般大功率的防爆變頻器需進口，價格昂貴，維修困難。特別是用在大功率帶式輸送機時，電機功率很大，要求匹配相應的大功率的變頻器，不僅必須依靠進口購買、價格昂貴，而且需要廠家專業技術人員現場維修。
    變頻調速裝置調速精度高，一般應用于地面上的運距較長的大型帶式輸送機，可用于井工煤礦地面（如洗煤廠、主井提升）、露天煤礦、電廠、港口等帶式輸送機系統的軟起動。
2、調速型液力耦合器的調速性能
    調速型液力耦合器主要依靠工作液體在葉輪中的動能（即動量矩變化）來傳遞動力，由液力元件的泵輪將輸入的機械能轉化為液體動能，渦輪則把液體能轉化還原為機械能。
    調速型液力耦合器的主要特點是在輸入轉速不變的情況下，通過導管或其他調節方式調節工作腔中的充液量以改變輸出轉速和力矩，其充液量的調節是在運行中進行的。導管開度調節是通過電動執行器完成，電動執行器可以手動，配上電控系統也可以實現遙控和自動控制。
    液力調速軟起動技術能夠使帶式輸送機的電機空載起動，達到良好的節能和起動效果，但其性能及可靠性仍有待于提高。尤其對于大型的帶式輸送機，應用液力調速可控起動技術其控制精度還不夠高，其缺陷是目前使用的調速型液力耦合器控制性能相對較差，調速精度不高，響應也不夠快；其轉矩與轉速的平方成正比，當轉速下降時，輸出轉矩大幅下降，這樣就不能滿足低速驗帶和乘人等特定要求；其次，調速型液力耦合器是靠滑差傳動的，所以工作液溫度容易升高，需要配備較好的冷卻系統。因此有待于進一步地研究和改進。
    在輸送機系統中采用液力耦合器作為軟起動裝置的優點：
    (1)可以改善機器的啟動性能液力耦合器可以縮短電動機的啟動時間，使電動機很快達到額定轉速，然后負載才逐漸加速。這樣，既減少了啟動過程中的電能損失，又使啟動平穩。另外，對于普通鼠籠型電動機，如果液力耦合器注液量合適，還可以利用接近于電動機的顛覆力矩來啟動負載，使機器的啟動力矩大大增加。
    (2)具有過載保護作用  當選用限矩型液力耦合器時，可以對電動機和工作機構實現過載保護。特別是采用帶有前輔室的限矩型液力耦合器，能使傳動裝置具有較好的動特性。
    (3)提高電動機和工作機構的壽命  由于設置液力耦合器能消除工作機構的沖擊和振動，減小輸送帶的動應力，降低疲勞程度，從而大大延長電動機和工作機構的壽命。
    (4)平衡各電動機的功率輸出  在多電動機傳動系統中，由于使驅動裝置的機械特性變軟，能使各臺電動機的負荷分配趨于平衡。
    (5)液力耦合器的不足之處是調速精度不高尤其在輸出輸入轉速比i接近1時，其循環流量趨近于零，失去傳遞轉矩的能力，因而效率n急劇下降。
    綜合上述特點，調速型液力耦合器一般應用于運距較長、裝機功率較大、軟起動性能要求不高的中型帶式輸送機的軟起動。對于礦用帶式輸送機，一般單機功率在500 kW以下的驅動系統較常采用調速型液力耦合器，而且由于該設備對環境的要求不高，井上井下均可使用。
3、差動液黏調速裝置的調速性能
    液體黏性傳動技術是利用液體的黏性，依靠主從摩擦片間的油膜剪切作用來傳遞動力、調節速度和轉矩的。圖2為差動輪系液黏調速裝置( CST)機械結構原理圖，由行星齒輪、減速器、摩擦片離合器、液壓控制系統等組成，電機連接輸入軸，內齒圈和離合器聯接，行星輪架與輸出軸為一體，并與負載連接，當電機旋轉時，先經過一級減速，帶動太陽輪，太陽輪驅動3個行星輪，行星輪帶動內齒圈自由旋轉，此時由于行星架與滾筒連接，受定扭矩行星輪只在原地自轉并不繞著太陽輪公轉，因此與行星架為一體的輸出軸并不轉動（此時離合器的主、從動摩擦片之間存在很大的間隙），這樣就達到了空載起動電動機的目的。當電機達到額定轉速時，壓力控制閥增加環形油缸的壓力，致使離合器的靜摩擦片和動摩擦片相互作用而產生油膜剪切力，油膜剪切力給內齒圈制動的作用，致使內齒圈的轉速隨剪切力的增大而減小，當內齒圈受制動時，行星輪將會沿內齒圈作滾動，此時行星輪不僅自轉而且公轉，并帶動與行星架為一體的輸出軸轉動，即帶動負載起動。當改變環形油缸的壓力時，輸出軸的速度將隨之改變，從而通過調節環形油缸上的壓力來改變輸出軸的速度，最終起到可控調速的作用。
    差動輪系液黏調速裝置具有的獨特性能：
    (1)改善起動性能，實現慢速起動，實現多機驅動的功率平衡采用CST的驅動裝置在微機系統控制下通過控制CST離合器油膜間隙的大小來實現對其輸出轉速和傳遞功率的控制，實現帶式輸送機滿載慢速起動，減小輸送帶的動態張力。通過比較主電機電流的大小來調節各CST離合器油膜的間隙大小，使各電機的電流趨于一致，電機的功率平衡可達到98%。
    (2)降低對主電機的技術要求本機采用CST系統，電機可以空載起動，大大降低起動電流，縮短了起動時間，降低了對主電機的技術要求；由于CST是通過液體黏膜傳遞扭矩，故具有過載保護功能，而且在輸送機短時停車時，具有可以不停電動機的功能，可避免電機的頻繁起動，提高了電機的使用壽命。
    (3)降低對電源系統的要求帶有CST的驅動裝置不僅能使電機空載起動、減小沖擊電流的作用時間和電能損失，而且還能實現帶式輸送機的多臺電機分時空載起動，大大減小起動電流對電網的沖擊，降低對電源系統的技術要求。
    (4)易于實現對帶式輸送機的遙控  由于CST是采用調整離合器油膜的間隙大小來實現帶式輸送機的慢速起動、功率平衡、多電機的空載起動，因此可以方便地通過遠距離的電控系統對CST離合器油膜的間隙大小進行控制，達到對帶式輸送機遙控的目的。
    (5)提高帶式輸送機運行的可靠性帶式輸送機的可靠性主要取決于驅動系統和其他機械部件的可靠性。而驅動系統對輸送機的其他機械元部件（滾筒、輸送帶接頭、機架、托輥等）的可靠性有密切關系。CST驅動系統不僅能夠有效地對帶式輸送機進行起動控制、隔離振動、減緩沖擊、防止動力過載、協調多機驅動時的功率平衡、減少對電網的沖擊電流等，而且還對驅動系統的電機和減速器進行有效地保護，這就大大地提高了帶式輸送機的可靠性。
    正因為有這些特點，差動輪系液黏調速裝置在煤礦帶式輸送機上得到廣泛推廣和使用。特別是單機功率大于500 kW，對于環境要求較高的帶式輸送機（如井下）多采用差動輪系液黏調速裝置。同時，CST也存在一些缺點，如控制復雜，使用要求較高，對工作油的黏度和清潔度要求特別高。另外，CST依賴進口，價格昂貴，這些都限制了差動輪系液黏調速裝置在煤礦及其他行業帶式輸送機上的進一步推廣使用。
4、結語
    (1)變頻調速裝置和差動輪系液黏調速裝置均已達到很高的調速精度，長運距、大運量大功率的帶式輸送機應選用兩者之一作為軟起動裝置；而調速型液力耦合器的調速精度較低，其價格也比其他2種軟起動裝置低，推薦在調速精度要求不高的中型帶式輸送機上使用；
    (2)煤礦井下環境惡劣，推薦使用調速型液力耦合器或CST;
    (3)單機功率500 kW以下的驅動系統，從性價比角度考慮，優先選用調速型液力耦合器；單機功率500 kW以上的，則要根據輸送機的使用環境，選擇變頻調速裝置或CST。
    總之，3種軟啟動裝置各有優缺點，但都能滿足帶式輸送機的軟啟動要求。在選擇輸送機的軟起動裝置時，要綜合考慮輸送機本身特征、軟起動性能、使用環境、價格等多方面因素，以便與煤礦實際的技術管理、日常操作維護、經濟承受能力等相適應。
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