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【摘 要】 本文根据常用的几种带式输送机软启动方法的性能特点进行了分析比较，对如何根据工程实际情况，经济合理地选择软启动方法提出了一些观点和看法。
【关键词】 带式输送机;软启动方式
带式输送机是一种依靠摩擦传动连续式输送设备，是现代最重要的散料运输设备，具有运量大、运输距离长、高可靠性、可实现连续运输等优点，在国民经济的各个生产领域被广泛应用，如今随着各国能源需求的增大，带式输送机也正向高速、大运量、长距离、大功率的方向发展。为了提高带式输送机在设计中选择合理的驱动系统，保证带式输送机的启制动过程平稳，可控，消除或减少动态应力。特别是对单机长度大于2公里，每台驱动电机功率大于315KW，带速大于3.15m/s，以及大带宽、大运量的带式输送机更应引起重视。对于中小型带式输送机也要适当考虑软启动问题，以提高设备经济性和可靠性。目前，国内外经常采用的软启动方法有限矩型液力偶合器、调速型液力偶合器软启动、液体粘性软启动、CST可控软启动、变频调速，如何在工程项目中选择更合理的驱动系统，现就软启动方法的特点和选用原则加以论述。
一、限矩型液力偶合器
液力偶合器是我们使用最多的软启动装置之一，它是以液体为工作介质的一种非刚性联轴器，也称为液力联轴器。由于液力偶合器的泵轮和涡轮组成一个可使液体循环流动的密闭工作腔，泵轮装在输入轴上，涡轮装在输出轴上。电动机带动输入轴旋转时，液体被离心式泵轮甩出。这种高速液体进入涡轮后即推动涡轮旋转，将从泵轮获的能量传递给输送轴。最后液体返回泵轮，形成周而复始的流动。液力偶合器靠液体与泵轮、涡轮的叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。它的输出扭矩等于输入扭矩减去摩擦力矩，所以它的输出扭矩恒小于输入扭矩。液力偶合器输入轴与输出轴间靠液体联系，工作构件间不存在刚性联接。
其优点是：①可使电机空载启动，启动电机持续时间短，对电网冲击小，可延长电动机使用寿命，并增加带式输送机在单位时间内的启动次数。②多电机驱动时，允许各电机间隔一定时间顺序启动，减小电网压降。③多电机驱动时，可通过调节偶合器的充油量实现各电机功率平衡。④可以吸收和隔离输送机和电机的扭振，缓解冲击，并有较好的过载保护功能。⑤与鼠笼型电机直接驱动相比，可延长输送机启动时间，降低输送机的启动加速度，启动比较平稳。⑥电控系统简单、成本低。⑦设备结构简单，鼓掌率低。
其缺点：限矩型液力偶合器应用于带式输送机上启动力矩较大，一般2-2.4的额定力矩，启动时间短，启动加速度较大，且启动过程不能控制，因此在大型带式输送机上应慎重选用。
二、调速型液力偶合器软启动
调速型偶合器除了具有限矩型液力偶合器的特点外，它还可以通过改变导杆控制进油口的大小。在带式输送机启动前，将偶合器进油口调到最小，保证输送机空载启动，降低了启动电流的持续时间，减小对电网的冲击;启动后，通过电控装置控制偶合器的伺服机构，调节导杆控制进油口逐渐放大，改变充油量，改变输出扭矩，不断调整启动角加速度，使电动机和偶合器的共同作用曲线变软，逐渐增加电动机的载荷，在多机传动时，自动调节电动的负荷分配，达到载荷平衡，最后将工作腔内充满，负载达到额定速度运行，起到输送机的软启动要求。
其优点是：可以实现慢速启动，加速度可控制在0.1～0.3m/s2范围内;多机驱动时可使功率平衡，不平衡值不大于5%;在同一转差率条件下，扭矩系数较大;在同等功率条件下，该驱动系统的价格仅为由变频的驱动系统，或CST驱动系统的几分之一，运行费用低，结构简单可靠，除轴承外无机械磨损，可以在恶劣条件下使用，因此说，调速型液力偶合器是大型带式输送机比较理想的软启动装置之一。
缺点是：本体装置过大，不适合紧凑场合使用;滑差较大，机械效率损失，且调速精度不高。
三、液体粘性软启动
液体粘性软启动装置是利用液体的粘性及油膜剪切来传递力的，通过调节油膜厚度来改变传递力的大小，从而达到无级调速的目的。它由工作部分及控制部分组成。工作部分为主要由主、被动摩擦盘组成。在主被动摩擦盘间分布着用来传递力矩的工作介质，即油膜。力矩由主动轴传递给主动摩擦盘，再通过油膜传给被动摩擦盘，由被动摩擦盘传给被动轴，使力矩输出。控制部分由电液比例溢流阀、执行器、传感器组成。在启动及正常停车过程中，电液比例溢流阀根据系统指令控制油腔的压力，使执行器改变主、被动摩擦盘的间距，从而改变之间的油膜厚度，实现无级调速，使加、减速度得到控制，输出速度稳定，它的工作原理与性能特点与CST相似，不同之处是它安装在高速轴上。目前，液体粘性软启动装置已经实现国产化，随着产品质量的提高，应用前景较好。
其优点是：能平稳运载启动，实现多电机功率平衡，能对传动系统过载保护，可实现可控减速，比调速液力偶合器控制性能更好，传动效率高节省能源。
缺点是：其内部液压系统复杂，摩擦片容易损坏，发热量大;使用成本高。
四、CST可控软启动
长距离、大运量带式输送机的技术核心是根据潜在的动力学问题，解决起动、停车加速度曲线的控制及多电机之间的功率平衡。CST可控软启动系统是高可靠性的机电液一体化驱动系统，可根据胶带输送机启动，运行工况需要，通过控制器设置需要的加速度曲线和启动时间，并使输出力矩与液压系统的压力成正比。同时通过输出轴上的速度传感器，检测出转速并反馈给控制系统，该转速将与控制系统设定的加速度曲线比较，其差值将用于调整湿式离合器摩擦盘的压力，从而确定胶带输送机的加速度斜率，输出软起动曲线。在正常运行时，还可根据各电机的电流大小，改变输出速度大小，实现多电机之间的功率平衡。
其优点是：①理想的曲线形状，使胶带的动载张力减到最小;②较长的起动加速度时间;③停车时可以使驱动器和电机仍与胶带相连，以延长停车时间;④10%左右带速的验带速度;⑤能够准确地实现过载保护和负载平衡;⑥具有较高的可靠性和高传递效率;⑦不增加其它机械部件的安全系统;⑧整机短时间停止时不必停止电机。
缺点是：引进国外产品一次性投资很大，控制系统复杂，后期维护费用很高，且调速系统与减速系统合为一体。
五、变频调速
变频调速是利用改变电机频率的方法来实现对电机转速平滑控制的一门技术，它的工作原理是通过改变电源的频率来使鼠笼式电动机改变转速，减少启动时的加速度，缓解启动冲击。根据公式n=60f/p可看出，电动机的转速n与电源频率成正比。当交流电源的频率由小变大时，电动机的转速也随之相应变化。通过控制电源频率变化范围和时间，就能够实现输送机按照设定的加速度曲线平稳启动。
其优点是：调速范围宽、精度高，传递效率高。
缺点是：设备控制线路复杂，大功率交流电动机变频调速装置价格昂贵;从技术经济角度来看，使用在带式输送机是不经济的。
六、结语
综上所述，带式输送机的软启动技术实现的方式不同，并且都有各自的优缺点，但是在实际应用中，运行成本与经济效益是息息相关的，往往成为选择软启动方式的主要依据，就目前使用情况来看，液力偶合器仍然是带式输送机软启动方面的首选。
参考文献：
[1]张尊敬，汪甦.DT Ⅱ（A）型带式输送机设计手册.冶金工业出版社，2003.8
[2]宋伟刚.通用带式输送机设计[M].北京：机械工业出版社，2006
[3]中国煤炭建设协会.带式输送机工程设计规范.中国计划出版社，2008.6
【关键词】 带式输送机;软启动方式
带式输送机是一种依靠摩擦传动连续式输送设备，是现代最重要的散料运输设备，具有运量大、运输距离长、高可靠性、可实现连续运输等优点，在国民经济的各个生产领域被广泛应用，如今随着各国能源需求的增大，带式输送机也正向高速、大运量、长距离、大功率的方向发展。为了提高带式输送机在设计中选择合理的驱动系统，保证带式输送机的启制动过程平稳，可控，消除或减少动态应力。特别是对单机长度大于2公里，每台驱动电机功率大于315KW，带速大于3.15m/s，以及大带宽、大运量的带式输送机更应引起重视。对于中小型带式输送机也要适当考虑软启动问题，以提高设备经济性和可靠性。目前，国内外经常采用的软启动方法有限矩型液力偶合器、调速型液力偶合器软启动、液体粘性软启动、CST可控软启动、变频调速，如何在工程项目中选择更合理的驱动系统，现就软启动方法的特点和选用原则加以论述。
一、限矩型液力偶合器
液力偶合器是我们使用最多的软启动装置之一，它是以液体为工作介质的一种非刚性联轴器，也称为液力联轴器。由于液力偶合器的泵轮和涡轮组成一个可使液体循环流动的密闭工作腔，泵轮装在输入轴上，涡轮装在输出轴上。电动机带动输入轴旋转时，液体被离心式泵轮甩出。这种高速液体进入涡轮后即推动涡轮旋转，将从泵轮获的能量传递给输送轴。最后液体返回泵轮，形成周而复始的流动。液力偶合器靠液体与泵轮、涡轮的叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。它的输出扭矩等于输入扭矩减去摩擦力矩，所以它的输出扭矩恒小于输入扭矩。液力偶合器输入轴与输出轴间靠液体联系，工作构件间不存在刚性联接。
其优点是：①可使电机空载启动，启动电机持续时间短，对电网冲击小，可延长电动机使用寿命，并增加带式输送机在单位时间内的启动次数。②多电机驱动时，允许各电机间隔一定时间顺序启动，减小电网压降。③多电机驱动时，可通过调节偶合器的充油量实现各电机功率平衡。④可以吸收和隔离输送机和电机的扭振，缓解冲击，并有较好的过载保护功能。⑤与鼠笼型电机直接驱动相比，可延长输送机启动时间，降低输送机的启动加速度，启动比较平稳。⑥电控系统简单、成本低。⑦设备结构简单，鼓掌率低。
其缺点：限矩型液力偶合器应用于带式输送机上启动力矩较大，一般2-2.4的额定力矩，启动时间短，启动加速度较大，且启动过程不能控制，因此在大型带式输送机上应慎重选用。
二、调速型液力偶合器软启动
调速型偶合器除了具有限矩型液力偶合器的特点外，它还可以通过改变导杆控制进油口的大小。在带式输送机启动前，将偶合器进油口调到最小，保证输送机空载启动，降低了启动电流的持续时间，减小对电网的冲击;启动后，通过电控装置控制偶合器的伺服机构，调节导杆控制进油口逐渐放大，改变充油量，改变输出扭矩，不断调整启动角加速度，使电动机和偶合器的共同作用曲线变软，逐渐增加电动机的载荷，在多机传动时，自动调节电动的负荷分配，达到载荷平衡，最后将工作腔内充满，负载达到额定速度运行，起到输送机的软启动要求。
其优点是：可以实现慢速启动，加速度可控制在0.1～0.3m/s2范围内;多机驱动时可使功率平衡，不平衡值不大于5%;在同一转差率条件下，扭矩系数较大;在同等功率条件下，该驱动系统的价格仅为由变频的驱动系统，或CST驱动系统的几分之一，运行费用低，结构简单可靠，除轴承外无机械磨损，可以在恶劣条件下使用，因此说，调速型液力偶合器是大型带式输送机比较理想的软启动装置之一。
缺点是：本体装置过大，不适合紧凑场合使用;滑差较大，机械效率损失，且调速精度不高。
三、液体粘性软启动
液体粘性软启动装置是利用液体的粘性及油膜剪切来传递力的，通过调节油膜厚度来改变传递力的大小，从而达到无级调速的目的。它由工作部分及控制部分组成。工作部分为主要由主、被动摩擦盘组成。在主被动摩擦盘间分布着用来传递力矩的工作介质，即油膜。力矩由主动轴传递给主动摩擦盘，再通过油膜传给被动摩擦盘，由被动摩擦盘传给被动轴，使力矩输出。控制部分由电液比例溢流阀、执行器、传感器组成。在启动及正常停车过程中，电液比例溢流阀根据系统指令控制油腔的压力，使执行器改变主、被动摩擦盘的间距，从而改变之间的油膜厚度，实现无级调速，使加、减速度得到控制，输出速度稳定，它的工作原理与性能特点与CST相似，不同之处是它安装在高速轴上。目前，液体粘性软启动装置已经实现国产化，随着产品质量的提高，应用前景较好。
其优点是：能平稳运载启动，实现多电机功率平衡，能对传动系统过载保护，可实现可控减速，比调速液力偶合器控制性能更好，传动效率高节省能源。
缺点是：其内部液压系统复杂，摩擦片容易损坏，发热量大;使用成本高。
四、CST可控软启动
长距离、大运量带式输送机的技术核心是根据潜在的动力学问题，解决起动、停车加速度曲线的控制及多电机之间的功率平衡。CST可控软启动系统是高可靠性的机电液一体化驱动系统，可根据胶带输送机启动，运行工况需要，通过控制器设置需要的加速度曲线和启动时间，并使输出力矩与液压系统的压力成正比。同时通过输出轴上的速度传感器，检测出转速并反馈给控制系统，该转速将与控制系统设定的加速度曲线比较，其差值将用于调整湿式离合器摩擦盘的压力，从而确定胶带输送机的加速度斜率，输出软起动曲线。在正常运行时，还可根据各电机的电流大小，改变输出速度大小，实现多电机之间的功率平衡。
其优点是：①理想的曲线形状，使胶带的动载张力减到最小;②较长的起动加速度时间;③停车时可以使驱动器和电机仍与胶带相连，以延长停车时间;④10%左右带速的验带速度;⑤能够准确地实现过载保护和负载平衡;⑥具有较高的可靠性和高传递效率;⑦不增加其它机械部件的安全系统;⑧整机短时间停止时不必停止电机。
缺点是：引进国外产品一次性投资很大，控制系统复杂，后期维护费用很高，且调速系统与减速系统合为一体。
五、变频调速
变频调速是利用改变电机频率的方法来实现对电机转速平滑控制的一门技术，它的工作原理是通过改变电源的频率来使鼠笼式电动机改变转速，减少启动时的加速度，缓解启动冲击。根据公式n=60f/p可看出，电动机的转速n与电源频率成正比。当交流电源的频率由小变大时，电动机的转速也随之相应变化。通过控制电源频率变化范围和时间，就能够实现输送机按照设定的加速度曲线平稳启动。
其优点是：调速范围宽、精度高，传递效率高。
缺点是：设备控制线路复杂，大功率交流电动机变频调速装置价格昂贵;从技术经济角度来看，使用在带式输送机是不经济的。
六、结语
综上所述，带式输送机的软启动技术实现的方式不同，并且都有各自的优缺点，但是在实际应用中，运行成本与经济效益是息息相关的，往往成为选择软启动方式的主要依据，就目前使用情况来看，液力偶合器仍然是带式输送机软启动方面的首选。
参考文献：
[1]张尊敬，汪甦.DT Ⅱ（A）型带式输送机设计手册.冶金工业出版社，2003.8
[2]宋伟刚.通用带式输送机设计[M].北京：机械工业出版社，2006
[3]中国煤炭建设协会.带式输送机工程设计规范.中国计划出版社，2008.6