胶带输送机软启动装置探讨

文/陈琳

胶带输送机软启动装置探讨

文/陈琳

近年来，由于煤炭工业的蓬勃发展，技术水平的提高，胶带输送机的带强、带宽增加，速度加快，机身加长，功率增大，由此产生的重载和惯性的加大使得胶带输送机的一些问题显露出来。如由于负载的惯性，胶带输送机难于停车；运行中，输送机上的负载是随时变动的，因而面临如何节能的问题；尤为突出的是由于重负载及惯性，胶带输送机难以启动；还有一点，由于胶带是弹性材料，在张力作用下有明显的变形，这个变形会造成启动及停车时胶带内产生振荡波。

基于上述原因，当前在胶带输送机设计上，尤其是长距离、高速度、大功率的胶带输送机，其涉及的软启动、软停机、节能问题，提到日程上来。

一、软启动装置的分类

在软启动概念未被人们认识之前，解决胶带输送机启动问题是选择加大容量的电动机，后虽出现了机械或软启动装置，但选择电动机时，仍采取增加其容量办法。随着时间的推移，技术的进步，人们从不同角度研制开发了各种方式的软启动装置，现归纳分列如下：

二、功能简介

这里主要对CST软启动器和PSI系列固态电路Y降压软启动器进行论述。

1．CST 软启动器

CST软启动器是专门为胶带输送机及刮板输送机的软启动、软停车而设计、制造的，其主要功能是：

（1）胶带输送机的启动和停车的加、减速度能在大范围内被调节和被控制。

（2）由于在装置内设置了速度、应力及功率反馈回路，因此能控制胶带的速度、应力及功率平衡，其准确度达±2%，从而为胶带输送机多点驱动的同步提供了可能。

（3）应用湿式线性离合器作为输出转速的调节，调节范围为10%～100%，同时为胶带输送机检验胶带速度提供了条件。

（4）湿式线性离合器提供了减速器与负载的双向保护，既可保护减速器免受胶带机冲击负载的影响，又因限制了最大传递力矩而保护了胶带机免受过大驱动力矩的损害。

（5）寿命高。第一批产品已使用近15年，仍在继续使用，使用中可用性指数超过98%，停车维修时间低于2%。

（6）选用CST软启动器后，胶带输送机的驱动电机是在负载脱开状态下启动，即空载启动，因此电动机的功率选择，可按运行工况而不是启动工况运行，电动机的容量可小许多。

CST软启动器的工作原理是：

（1）CST软启动器是由五部分组成，其主体是CST驱动减速器，另配有CST电液控制器系统，油泵及油压系统组件，油—空气热交换器，冷却控制系统组件。

（2）驱动减速器的输入端为一组减速斜齿轮（平行出轴）或一组减速伞齿轮（垂直出轴）；输出端为一反应盘系统。反应盘系统构造比较复杂，加工精度要求也很高。

（3）胶带输送机启动时，操作人员事先把要求的加速率设置在电液控制器内，在接收到启动信号后，电液控制器允许电动机在空载条件下达到全速。当电动机达到全速时，由输入端低速轴带动的太阳轮带动3个行星齿轮，行星齿轮带动反应盘的旋转板 （环齿轮），减速器的输出轴和行星轮的托架为一体应不旋转。而在电动机达到全速的同时，液压控制器开始对反应盘系统增加液体压力，把压力加到环形活塞上，使反应盘系统的静止板及旋转板逐渐接近，互相作用，带动减速器的输出轴，即带动胶带输送机的传动滚筒。随着负载按设置的加速率起动时，环齿圈也按要求的减速率减速，即负载也慢慢地被带动起来。

2.PSI系列固态电路降压软启动器

PSI系列固态降压软启动器，具有使鼠笼交流感应电动机从静止到额定转速的平滑、连续加速软启动功能。广泛用于鼠笼交流电动机驱动的设备上，尤其是惯性大的起重运输设备、矿山机械上。

其工作原理是，胶带输送机启动时，先将前端的断路器或继电保护器接通，再接通固态启动器的电源。在启动过程中，固态降压启动器是通过控制加到电动机上的平均电压来控制电流和转矩。使启动电流由原来高出正常运行时的6～10倍，降到2～3倍。电动机电压的控制，是通过控制固态开关SCR（可控硅整流器）的导通相位角，即通过控制SCR在每个交流正弦波中的导通时间来实现的，通过慢慢增加“开”的时间增加加在电动机上的电压。根据用户的设置和选择以及启动器的反馈，由固态降压启动器的控制板上的积分电路来决定SCR“门”的开通时间。

固态降压启动器的核心是软启动控制器，而软启动控制器本身不能完全控制电动机的起停，也不能防止电动机过载运行，通过增加起停控制和过载继电器，组成固态降压软启动器。

其主要功能是：

（1）具有可调的平滑无级加速特性。可消除启动时电动机对其拖动部件的损伤。它具有可调的启动电压斜坡，可调的限流控制，以及抗振荡电路，提供了一个平滑的软启动斜坡控制，减小了鼠笼交流电动机启动时的冲击电流。

（2）具有一定的保护和诊断功能。电动机的保护功能包括：预防可控硅短路，电源缺相，过载、运转电流，电流限制，电流跳闸，系统中有一个紧急分流跳闸继电器，当它与分流断电器联锁时，可有效地防止电动机短路。发光二极管给出了全部操作运行状态和故障状态显示。

（3）节能。节能器根据检测到的功率因数自动减小加在电动机上的电源电压（当电动机在小于满负荷条件下运行时），其较小的电流会使实际耗电功率数下降，从而节省电能。PSI也可以通过设定为当电网处于高峰电压时，自动保持从电网中吸取额定的电压，从而达到节能。

（4）减速控制。PSI停机方式是在断开电源，电机停转时间依赖于负载情况。在具有飞轮及惯性负载的情况下，停机时间会延长。而对于中、高负载的情况，在断电的瞬间，将会使电动机停转，如要避免这种情况，可选用减速停机方案，减速停机方案是在PSI启动器上增加三个可调电位器，给出平滑的减速停机特性。

三、应用及结论

河南义煤集团跃进煤矿于2009年在井下两部运输距离1500米和1300米胶带输送机上，安装了软启动器，至2010年10月份已运行一年半时间，在这一年半的运行考验中，做了大量的数据测试，其结论是：

该装置具有安全运行、可靠性高、免维护及降压平滑、无级的软启动控制，因而大大减少了牵引部件的损伤。该装置使电动机起动电流减少70%，从而避免了照明暗淡、电压端干扰及电网中的电压、电流不稳定状态。同时，该装置内有完善的保护功能，无需增加其他保护。内装电子联锁装置，易于实现生产过程的自动控制。其最大的优点还在于节能，且效果显著。

义马煤业集团股份有限公司跃进煤矿）

李元）