0、概述
帶式輸送機的de軟ruan起qi動dong是shi在zai設she定ding的de起qi動dong時shi間jian內nei,通tong過guo控kong製zhi起qi動dong加jia速su度du的de大da小xiao,來lai確que保bao輸shu送song機ji按an所suo要yao求qiu的de速su度du曲qu線xian平ping穩wen起qi動dong,並bing達da到dao額e定ding運yun行xing速su度du,同tong時shi使shi電dian機ji的de起qi動dong電dian流liu與yu輸shu送song帶dai的de起qi動dong動dong張zhang力li控kong製zhi在zai允yun許xu範fan圍wei內nei。
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:利用可控矽整流器先將50 H的交流電變換為直流電,再由可控矽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於實現啟製動曲線的自動跟蹤,能夠提供軟的、理想的起製動性能,使用開環係統控製帶式輸送機的驅動可以滿足技術要求。輸送機啟動係數可控製在1.05~1.1,啟動加速度可以控製在0~0.05m/s2,適用於長距離、線路複雜的帶式輸送機,可用控製輸送機按設定的S曲qu線xian啟qi動dong和he製zhi動dong,以yi滿man足zu整zheng機ji動dong態tai穩wen定ding性xing及ji可ke靠kao性xing要yao求qiu。使shi用yong變bian頻pin器qi實shi現xian了le輸shu送song機ji的de軟ruan啟qi動dong,啟qi動dong時shi的de機ji械xie衝chong擊ji可ke大da大da減jian小xiao,從cong而er使shi機ji架jia的de設she計ji向xiang輕qing型xing化hua發fa展zhan。
(2)juyougonglvpinghengzuoyongdangyongduotaibianpintiaosudiandongjiqudongyitaidaishishusongjishi,youyudiandongjidejixietexingchayihuidaozhigediandongjifuzaigonglvbujun。tongguobianpintiaosuzhuangzhidedisuyandaisudugongneng,tiaozhenggedianjidetexingshizhijinliangjiejin,keyijianxiaogequdongzhuangzhijianfuzaigonglvdechayi。
(3)對電網產生衝擊 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you汙wu等deng汙wu染ran較jiao為wei嚴yan重zhong,而er且qie難nan以yi滿man足zu井jing下xia安an全quan防fang爆bao的de要yao求qiu。另ling外wai,大da功gong率lv變bian頻pin器qi的de發fa熱re問wen題ti在zai井jing下xia也ye是shi一yi個ge不bu太tai容rong易yi解jie決jue的de技ji術shu問wen題ti。因yin此ci煤mei礦kuang井jing下xia用yong帶dai式shi輸shu送song機ji較jiao少shao采cai用yong此ci軟ruan起qi動dong裝zhuang置zhi。
(5)大功率變頻器依賴進口 yibandagonglvdefangbaobianpinqixujinkou,jiageanggui,weixiukunnan。tebieshiyongzaidagonglvdaishishusongjishi,dianjigonglvhenda,yaoqiupipeixiangyingdedagonglvdebianpinqi,bujinbixuyikaojinkougoumai、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,一般應用於地麵上的運距較長的大型帶式輸送機,可用於井工煤礦地麵(如洗煤廠、主井提升)、露天煤礦、電廠、港口等帶式輸送機係統的軟起動。
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。
tiaosuxingyeliouheqidezhuyaotedianshizaishuruzhuansububiandeqingkuangxia,tongguodaoguanhuoqitatiaojiefangshitiaojiegongzuoqiangzhongdechongyeliangyigaibianshuchuzhuansuheliju,qichongyeliangdetiaojieshizaiyunxingzhongjinxingde。daoguankaidutiaojieshitongguodiandongzhixingqiwancheng,diandongzhixingqikeyishoudong,peishangdiankongxitongyekeyishixianyaokonghezidongkongzhi。
yelitiaosuruanqidongjishunenggoushidaishishusongjidedianjikongzaiqidong,dadaolianghaodejienengheqidongxiaoguo,danqixingnengjikekaoxingrengyoudaiyutigao。youqiduiyudaxingdedaishishusongji,yingyongyelitiaosukekongqidongjishuqikongzhijingduhaibugougao,qiquexianshimuqianshiyongdetiaosuxingyeliouheqikongzhixingnengxiangduijiaocha,tiaosujingdubugao,xiangyingyebugoukuai;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係統。因此有待於進一步地研究和改進。
在輸送機係統中采用液力耦合器作為軟起動裝置的優點:
(1)可(ke)以(yi)改(gai)善(shan)機(ji)器(qi)的(de)啟(qi)動(dong)性(xing)能(neng)液(ye)力(li)耦(ou)合(he)器(qi)可(ke)以(yi)縮(suo)短(duan)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)啟(qi)動(dong)時(shi)間(jian),使(shi)電(dian)動(dong)機(ji)很(hen)快(kuai)達(da)到(dao)額(e)定(ding)轉(zhuan)速(su),然(ran)後(hou)負(fu)載(zai)才(cai)逐(zhu)漸(jian)加(jia)速(su)。這(zhe)樣(yang),既(ji)減(jian)少(shao)了(le)啟(qi)動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)電(dian)能(neng)損(sun)失(shi),又(you)使(shi)啟(qi)動(dong)平(ping)穩(wen)。另(ling)外(wai),對(dui)於(yu)普(pu)通(tong)鼠(shu)籠(long)型(xing)電(dian)動(dong)機(ji),如(ru)果(guo)液(ye)力(li)耦(ou)合(he)器(qi)注(zhu)液(ye)量(liang)合(he)適(shi),還(hai)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)接(jie)近(jin)於(yu)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)顛(dian)覆(fu)力(li)矩(ju)來(lai)啟(qi)動(dong)負(fu)載(zai),使(shi)機(ji)器(qi)的(de)啟(qi)動(dong)力(li)矩(ju)大(da)大(da)增(zeng)加(jia)。
(2)具有過載保護作用 當dang選xuan用yong限xian矩ju型xing液ye力li耦ou合he器qi時shi,可ke以yi對dui電dian動dong機ji和he工gong作zuo機ji構gou實shi現xian過guo載zai保bao護hu。特te別bie是shi采cai用yong帶dai有you前qian輔fu室shi的de限xian矩ju型xing液ye力li耦ou合he器qi,能neng使shi傳chuan動dong裝zhuang置zhi具ju有you較jiao好hao的de動dong特te性xing。
(3)提高電動機和工作機構的壽命 由於設置液力耦合器能消除工作機構的衝擊和振動,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 在多電動機傳動係統中,由於使驅動裝置的機械特性變軟,能使各台電動機的負荷分配趨於平衡。
(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,其循環流量趨近於零,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於運距較長、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。對於礦用帶式輸送機,一般單機功率在500 kW以下的驅動係統較常采用調速型液力耦合器,而且由於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為差動輪係液黏調速裝置( CST)機械結構原理圖,由行星齒輪、減速器、摩擦片離合器、液(ye)壓(ya)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)等(deng)組(zu)成(cheng),電(dian)機(ji)連(lian)接(jie)輸(shu)入(ru)軸(zhou),內(nei)齒(chi)圈(quan)和(he)離(li)合(he)器(qi)聯(lian)接(jie),行(xing)星(xing)輪(lun)架(jia)與(yu)輸(shu)出(chu)軸(zhou)為(wei)一(yi)體(ti),並(bing)與(yu)負(fu)載(zai)連(lian)接(jie),當(dang)電(dian)機(ji)旋(xuan)轉(zhuan)時(shi),先(xian)經(jing)過(guo)一(yi)級(ji)減(jian)速(su),帶(dai)動(dong)太(tai)陽(yang)輪(lun),太(tai)陽(yang)輪(lun)驅(qu)動(dong)3個(ge)行(xing)星(xing)輪(lun),行(xing)星(xing)輪(lun)帶(dai)動(dong)內(nei)齒(chi)圈(quan)自(zi)由(you)旋(xuan)轉(zhuan),此(ci)時(shi)由(you)於(yu)行(xing)星(xing)架(jia)與(yu)滾(gun)筒(tong)連(lian)接(jie),受(shou)定(ding)扭(niu)矩(ju)行(xing)星(xing)輪(lun)隻(zhi)在(zai)原(yuan)地(di)自(zi)轉(zhuan)並(bing)不(bu)繞(rao)著(zhe)太(tai)陽(yang)輪(lun)公(gong)轉(zhuan),因(yin)此(ci)與(yu)行(xing)星(xing)架(jia)為(wei)一(yi)體(ti)的(de)輸(shu)出(chu)軸(zhou)並(bing)不(bu)轉(zhuan)動(dong)(此時離合器的主、從動摩擦片之間存在很大的間隙),這(zhe)樣(yang)就(jiu)達(da)到(dao)了(le)空(kong)載(zai)起(qi)動(dong)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)目(mu)的(de)。當(dang)電(dian)機(ji)達(da)到(dao)額(e)定(ding)轉(zhuan)速(su)時(shi),壓(ya)力(li)控(kong)製(zhi)閥(fa)增(zeng)加(jia)環(huan)形(xing)油(you)缸(gang)的(de)壓(ya)力(li),致(zhi)使(shi)離(li)合(he)器(qi)的(de)靜(jing)摩(mo)擦(ca)片(pian)和(he)動(dong)摩(mo)擦(ca)片(pian)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)而(er)產(chan)生(sheng)油(you)膜(mo)剪(jian)切(qie)力(li),油(you)膜(mo)剪(jian)切(qie)力(li)給(gei)內(nei)齒(chi)圈(quan)製(zhi)動(dong)的(de)作(zuo)用(yong),致(zhi)使(shi)內(nei)齒(chi)圈(quan)的(de)轉(zhuan)速(su)隨(sui)剪(jian)切(qie)力(li)的(de)增(zeng)大(da)而(er)減(jian)小(xiao),當(dang)內(nei)齒(chi)圈(quan)受(shou)製(zhi)動(dong)時(shi),行(xing)星(xing)輪(lun)將(jiang)會(hui)沿(yan)內(nei)齒(chi)圈(quan)作(zuo)滾(gun)動(dong),此(ci)時(shi)行(xing)星(xing)輪(lun)不(bu)僅(jin)自(zi)轉(zhuan)而(er)且(qie)公(gong)轉(zhuan),並(bing)帶(dai)動(dong)與(yu)行(xing)星(xing)架(jia)為(wei)一(yi)體(ti)的(de)輸(shu)出(chu)軸(zhou)轉(zhuan)動(dong),即(ji)帶(dai)動(dong)負(fu)載(zai)起(qi)動(dong)。當(dang)改(gai)變(bian)環(huan)形(xing)油(you)缸(gang)的(de)壓(ya)力(li)時(shi),輸(shu)出(chu)軸(zhou)的(de)速(su)度(du)將(jiang)隨(sui)之(zhi)改(gai)變(bian),從(cong)而(er)通(tong)過(guo)調(tiao)節(jie)環(huan)形(xing)油(you)缸(gang)上(shang)的(de)壓(ya)力(li)來(lai)改(gai)變(bian)輸(shu)出(chu)軸(zhou)的(de)速(su)度(du),最(zui)終(zhong)起(qi)到(dao)可(ke)控(kong)調(tiao)速(su)的(de)作(zuo)用(yong)。
差動輪係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的驅動裝置在微機係統控製下通過控製CSTliheqiyoumojianxidedaxiaolaishixianduiqishuchuzhuansuhechuandigonglvdekongzhi,shixiandaishishusongjimanzaimansuqidong,jianxiaoshusongdaidedongtaizhangli。tongguobijiaozhudianjidianliudedaxiaolaitiaojiegeCST離合器油膜的間隙大小,使各電機的電流趨於一致,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係統,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;由於CSTshitongguoyetinianmochuandiniuju,gujuyouguozaibaohugongneng,erqiezaishusongjiduanshitingcheshi,juyoukeyibutingdiandongjidegongneng,kebimiandianjidepinfanqidong,tigaoledianjideshiyongshouming。
(3)降低對電源係統的要求帶有CST的驅動裝置不僅能使電機空載起動、jianxiaochongjidianliudezuoyongshijianhediannengsunshi,erqiehainengshixiandaishishusongjideduotaidianjifenshikongzaiqidong,dadajianxiaoqidongdianliuduidianwangdechongji,jiangdiduidianyuanxitongdejishuyaoqiu。
(4)易於實現對帶式輸送機的遙控 由於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係統對CST離合器油膜的間隙大小進行控製,達到對帶式輸送機遙控的目的。
(5)提ti高gao帶dai式shi輸shu送song機ji運yun行xing的de可ke靠kao性xing帶dai式shi輸shu送song機ji的de可ke靠kao性xing主zhu要yao取qu決jue於yu驅qu動dong係xi統tong和he其qi他ta機ji械xie部bu件jian的de可ke靠kao性xing。而er驅qu動dong係xi統tong對dui輸shu送song機ji的de其qi他ta機ji械xie元yuan部bu件jian(滾筒、輸送帶接頭、機架、托輥等)的可靠性有密切關係。CST驅動係統不僅能夠有效地對帶式輸送機進行起動控製、隔離振動、減緩衝擊、防止動力過載、協調多機驅動時的功率平衡、減少對電網的衝擊電流等,而且還對驅動係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,差動輪係液黏調速裝置在煤礦帶式輸送機上得到廣泛推廣和使用。特別是單機功率大於500 kW,對於環境要求較高的帶式輸送機(如井下)多采用差動輪係液黏調速裝置。同時,CST也存在一些缺點,如控製複雜,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,這些都限製了差動輪係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係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以下的驅動係統,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、價格等多方麵因素,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。
(轉載請注明:富通新能源帶式輸送機
http://www.tre455.cn/shusong/131.html)