淺談煤礦機(jī)械設(shè)備軟啟動技術(shù)

摘 要：煤礦業(yè)使用的機(jī)器設(shè)施中的軟啟動以及軟停車是對機(jī)電設(shè)施以及臨近機(jī)電設(shè)施的一種保衛(wèi)形式，這也是符合煤炭作業(yè)所必然的。對于煤礦使用的機(jī)器設(shè)施的軟啟動措施現(xiàn)在存在的情況進(jìn)行解析以及預(yù)測，這對煤礦機(jī)器的策劃以及生產(chǎn)和運(yùn)用都是相當(dāng)重要的。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械設(shè)備；軟啟動；分析；發(fā)展

1 國內(nèi)外軟啟動技術(shù)的現(xiàn)狀

（1）機(jī)器形式軟起動。根據(jù)機(jī)器體系本身的工作情況來完成軟起動狀態(tài)，例如：液力耦合設(shè)施、摩擦離合設(shè)施、液體粘性、液壓體系等軟起動。（2）電機(jī)電子形式軟起動。經(jīng)過變更電機(jī)設(shè)施內(nèi)部構(gòu)造抑或變更其電源性質(zhì)，讓電機(jī)連接設(shè)施時獲取優(yōu)良的軟啟動。例如：變頻調(diào)節(jié)速度、軟起動設(shè)施、開關(guān)磁阻、直流電機(jī)、滑差離合器、磁粉離合器等軟起動。（3）機(jī)器以及電機(jī)相綜合的軟起動。把電機(jī)的特征和機(jī)器體系的工作情況綜合起來進(jìn)而完成軟起動到CV變速。如：雙電機(jī)差速設(shè)施軟起動等。

1.1 采用液力耦合器的軟啟動技術(shù)

1.1.1 從機(jī)器構(gòu)造以及工作形式的方面來講，液力耦合設(shè)施輸出以及輸入的轉(zhuǎn)動速度間的比不能比百分之九十七高，否則就不能一起進(jìn)行輸入以及輸出，所以肯定會具有較大的功率損耗，發(fā)熱情況很嚴(yán)峻，這樣會對工作效率產(chǎn)生極大的負(fù)面影響。如果是長久運(yùn)轉(zhuǎn)的大型功率來講，如果一直以這種損耗下去，勢必會增加生產(chǎn)費(fèi)用。

1.1.2 如果使用調(diào)節(jié)速度類型的耦合設(shè)施當(dāng)做軟啟動設(shè)備時，電動設(shè)施的開啟電流依舊會比額定電流大五倍到八倍之間，所以一定要嚴(yán)格的控制電動設(shè)施開啟的次數(shù)。因為配件構(gòu)造的管束，調(diào)節(jié)速度型的液力耦合設(shè)施能夠調(diào)整的速度范圍不大，和別的調(diào)節(jié)速度的設(shè)施相比，其掌控性也不好。

1.1.3 調(diào)節(jié)速度型的液力耦合設(shè)施規(guī)模較大，體系繁瑣，同時還有旋轉(zhuǎn)速度較高的直徑較大的配件，把它和電動設(shè)施以及減速設(shè)施連接在一起之后，占用的面積打，一般很難負(fù)荷裝置空間的要求。

使用液力耦合設(shè)施當(dāng)做軟起動的傳動設(shè)施，其長處在于這項措施已經(jīng)很成熟了，費(fèi)用不高，而且符合礦井下的防爆標(biāo)準(zhǔn)，尤其是使用水作為媒介的液力耦合設(shè)施擁有很好的防爆功能，現(xiàn)在主要使用在帶式輸送設(shè)備、刮板輸送設(shè)備、轉(zhuǎn)載設(shè)備等傳動體系中。

1.2 采用液體黏性制動器（離合器）的軟啟動

液體粘性傳動（HVD）是一種新型的流體傳動技術(shù)，在構(gòu)造上，它和濕式多盤摩擦離合設(shè)施很像，所以也可以稱之為液體粘性離合設(shè)施。所不一樣的是HVD運(yùn)用主被動摩擦片之間具有的油膜剪切力來傳達(dá)動力，能夠長期在打滑情況下工作、進(jìn)行無極調(diào)速，同時能夠?qū)崿F(xiàn)主被動軸之間的同步傳動。

與調(diào)速型液力耦合器相比，液體黏性軟啟動裝置（包括液體黏性離合器）具有體積緊湊、控制特性良好以及在正常工作時傳動效率高的優(yōu)點。但同時也應(yīng)注意到，液體黏性軟啟動裝置也有其自身的弱點。

（1）為了減少液體黏性軟起動設(shè)施的規(guī)模，在策劃以及生產(chǎn)過程中，動態(tài)以及靜態(tài)摩擦片間距很小，這樣仍舊具有轉(zhuǎn)矩在液體粘性中。在軟起動時，從一個角度來講電動設(shè)施在載重的情況下起動，需要的電流大，沖擊時間久，電動設(shè)施的軟起動次數(shù)不能太頻繁。從另一個角度來講，電動設(shè)施產(chǎn)生的動力會經(jīng)過粘性轉(zhuǎn)矩施加在負(fù)重上，這樣傳動體系在開啟的時候還是會受到開啟的沖擊力。

（2）這種裝置在軟啟動和無級調(diào)速過程中，由于主、從摩擦片之間始終處于壓力作用下的相對滑動狀態(tài)，此時傳動效率很低，功率損失大，發(fā)熱嚴(yán)重。而在正常工作時，為了不使摩擦片打滑，必須始終向摩擦片提供能量，以保持足夠的法向壓力，這也將消耗大量的電能，加大了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

（3）針對需求的驅(qū)使力大的機(jī)器設(shè)施來講，為能夠均衡每個電動設(shè)施的輸出率，有一些制動設(shè)施一直都存在半制動現(xiàn)象，這樣制動設(shè)施結(jié)構(gòu)中的摩擦片不能產(chǎn)生完好的油膜。摩擦片肯定會出現(xiàn)打滑的情況，導(dǎo)致摩擦片受損，降低其使用時間。

1.3 離心式耦合器

離心式耦合器的發(fā)展歷史比較悠久，是一種適應(yīng)煤礦有可燃性氣體環(huán)境工作的裝置。它是利用電機(jī)轉(zhuǎn)速增加所產(chǎn)生的離心摩擦力矩拖動負(fù)載工作的。靜止時，離心摩擦輪中的離心摩擦塊離開耦合輪。當(dāng)電動機(jī)啟動時，在近于空載狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，裝在離心摩擦輪的離心摩擦塊對偶合輪的壓力也在增加，摩擦力矩逐漸提高，從而帶動負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)耦合輪轉(zhuǎn)速達(dá)到1100rPmin以上時，摩擦力矩達(dá)到其輸出扭矩，離心摩擦輪在主動輪帶動下帶動耦合輪進(jìn)入同步運(yùn)行狀態(tài)，實現(xiàn)軟啟動。當(dāng)重超載或形成增轉(zhuǎn)時，負(fù)載扭矩超出摩擦力矩時，離心摩擦輪和耦合輪間產(chǎn)生滑行，從而實現(xiàn)保護(hù)電機(jī)的功能。此項技術(shù)廣泛用于帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等煤礦機(jī)械的傳動系統(tǒng)。

2 軟啟動傳動技術(shù)的新發(fā)展

近來，在研究開發(fā)大功率技術(shù)設(shè)施方面新研究出了一種機(jī)器和電機(jī)一體化的傳遞設(shè)施，這種設(shè)施在措施上和國際以及國內(nèi)現(xiàn)在所使用的設(shè)施有很大的差別。這種設(shè)施暫且稱之為雙電機(jī)差速設(shè)施軟起動傳動體系的設(shè)施，能夠處理現(xiàn)在所能遇到的一切軟起動過程中的問題，使大功率的機(jī)器也能進(jìn)行軟起動、軟停止、大范疇內(nèi)CV變速、超負(fù)荷主動進(jìn)行保衛(wèi)還有多驅(qū)使力均衡等很多性能。尤其是，在使用這種起動設(shè)施后，電流在表面上是零，實現(xiàn)了空載起動，不但可以節(jié)省了電能，增加了電動設(shè)施以及附近電設(shè)施的使用時間，還在很大程度上消減了對變壓設(shè)備以及空氣起動設(shè)備等種類的規(guī)定，在很大程度上降低了顧客在初期的開支。

這種形式的軟起動設(shè)施體系是由功率較大的主電機(jī)設(shè)施、功率較小的協(xié)助電動設(shè)施、差動力傳動設(shè)施、協(xié)助傳遞體系以及掌控體系構(gòu)成。按照事先設(shè)定的起動速度，慢慢的減小協(xié)助電動設(shè)施的轉(zhuǎn)動速度，以便能夠慢慢的減小內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)動速度，然后自主電動設(shè)施的轉(zhuǎn)動力會慢慢的施加到和輸出軸連接的機(jī)器載重里，進(jìn)而完成機(jī)器設(shè)施的軟起動。同理，通過主電動機(jī)和輔助電動機(jī)的速度合成，可以實現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的軟停車。當(dāng)采用多點驅(qū)動時，通過比較各主電動機(jī)輸出功率的大小，并控制相應(yīng)的輔助電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，可方便和可靠地使多臺電動機(jī)的輸出功率達(dá)到平衡，從而解決因電動機(jī)特性不匹配所帶來的一系列傳動問題。通過主電動機(jī)和輔助電動機(jī)的速度合成，該軟啟動傳動裝置能夠在相當(dāng)大的范圍內(nèi)（0～額定轉(zhuǎn)速）實現(xiàn)無級調(diào)速，并且能夠可靠和穩(wěn)定地長期工作在低速狀態(tài)下，這些特點在工業(yè)應(yīng)用中十分有用，也是其他軟啟動傳動裝置所難以實現(xiàn)的。與國內(nèi)外常用的軟啟動傳動裝置相比，這種軟啟動裝置還有以下特點：傳動效率高，發(fā)熱量??；工作可靠，使用壽命長，機(jī)械和控制系統(tǒng)簡單，維護(hù)成本低等。但此項技術(shù)尚未應(yīng)用到煤礦機(jī)械設(shè)備的傳動系統(tǒng)中。

3 結(jié)束語

通過對國內(nèi)外煤礦機(jī)械軟啟動技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀的綜合分析可以看出：

（1）軟起動設(shè)施的型號有很多，但是在煤礦機(jī)器設(shè)施的運(yùn)用中還是有一定的約束，一部分設(shè)施技術(shù)已不能符合現(xiàn)代發(fā)展，正在慢慢的被汰換。

（2）機(jī)器形式以及電子電機(jī)形式的軟起動措施各自具有各自的有點，對比來講，電子電機(jī)形式的軟起動技術(shù)措施前進(jìn)快一些。直流電動機(jī)調(diào)節(jié)速度、變頻調(diào)節(jié)速度、開關(guān)磁阻電機(jī)等軟起動設(shè)施，將在很長時間內(nèi)是煤礦機(jī)器設(shè)施軟起動的主要措施。

（3）綜合機(jī)器以及電子電機(jī)這兩種措施的長處共同發(fā)展，這也是未來軟起動設(shè)施的前進(jìn)方向。