煤礦機械設備軟啟動技術

摘 要：近年來，我國煤礦行業的發展異常迅速，所采用的煤礦機械設備也不斷地更新升級，對設備的安全、經濟、合理的運行提出了更高的要求，一旦發生問題或是出現故障，都將造成非常嚴重的損失。因此為了能夠保護煤礦機電設備或是臨近的相關設施，開始推出煤礦機械電子設備的軟停車及軟啟動技術。本文主要針對煤礦業采取機械設備軟啟動技術中面臨的問題進行討論，并簡要論述這項技術對于煤礦機械設備的安全所起到的作用，從而以此實現對煤礦機械設備的保護目的。

關鍵詞：煤礦機械設備；軟啟動技術；分析；發展

0 引言

隨著我國經濟和社會的飛速發展，各個行業對于煤炭資源的需求量開始不斷攀升，因此煤炭產業具有非常大的發展空間，直接促使我國煤炭業獲得長足發展。如今煤炭企業的機械化生產已經成為發展的主要趨勢，而其本身所具備的機械化程度也開始不斷提高，導致煤礦產業當中的工作重心開始轉移到了煤礦機械設備的保護方面，因為一旦煤礦機械設備發生問題和故障，將造成多方面的巨大損失。針對這一問題，業內推出煤礦機械設備軟啟動技術，這項啟動技術一經推出，很快就受到業內人士的廣泛關注，同時取得了良好的應用效果[1]。以下對這項技術進行簡要論述。

1 我國煤礦機械設備軟啟動技術發展狀況

煤礦機械設備的軟啟動技術主要是通過煤礦企業的軟啟動器來進行啟動，軟啟動器在整個啟動過程中具有良好的保護作用，就目前的機械設備而言，屬于最新型的電機機械設備類型。主要原理是通過內部變晶閘管中的觸發角來實現控制的目的，具體是為了調節和控制晶閘管在調壓電路當中所流露出的電壓。同時在整個控制時限范圍當中，相應的軟啟動器所流出的電壓，而且值得注意的是，其在整體平滑和升壓的過程當中，也具備限流的能力，直至晶閘管真正實現全面疏通的目的，以此來促使電機可以在限定的電壓狀態當中自動運行。不過，當電動機處在啟動狀態時，內部的電壓和電流都會從頭開始進行連續性的調節，同時也將對電網造成浪涌沖擊的效果，整個過程中的電壓都表現的相對較小，而處在電動機方面的轉矩將產生連續性的變化[2]。

目前電子器物的生產及其所采用的生產技術都獲得了良好的發展，而和其相對應的煤礦軟啟動器，在實際操作和應用方面也進入了一個全新的探索階段，在產品的生產效率方面獲得明顯提升，同時在產品的品質和質量方面也獲得了顯著的提高。發展至今，所采用的軟啟動裝置，屬于當下最新型的機電一體化傳動裝置，可“稱其為雙電機差速器軟啟動傳動裝置”。這種裝置真正具備了較好的節能作用，能夠有效地延長電動機及電氣設備的使用時間及壽命（如圖1所示）。同時也可以最大限度地降低對變壓器以及其他設備所提出的選型要求，從而為前期的投資者營造一個良好的投資空間。另外，國內所采用的軟啟動裝置和國外的軟啟動設備相比可以發現，國內軟啟動設備明顯具有諸多優點，比如發熱量小、傳動效率高、使用壽命長，維修成本低等，但是其真實的使用性能仍然不夠廣泛。

2 我國煤礦機械設備所采用的軟啟動技術類型

目前，煤礦機械設備軟啟動技術，具體可劃分為以下幾種啟動類型：

第一，機械類軟啟動技術，這種軟啟動是通過機械方面所遵循的工作原理來加以實現；

第二，電子機械類型的軟啟動技術，主要是通過對電機及其電源的特性做好相應的調節操作，以此促使電機設備當中的輸入設備能夠真正取得比較好的軟啟動特點；

第三，機電相結合軟啟動，就是將機械和電機軟啟動相結合。

具體包括以下幾種常見類型：

2.1 使用液體黏性制動器的軟啟動技術

這種液體黏性傳動主要是指在上世紀70年代發展推出的液體傳動形式，其和濕式多盤摩擦離合器存在類似的特點，也可稱其為液體黏性離合制動器。不過兩者最大的不同還是在于其主要利用從、主之間的摩擦片油膜黏性來直接傳遞相互應存在的傳動力，最終實現對傳動系統的保護目的。不過，其和調速型的液力耦合器相比較，液體黏性軟啟動裝置本身具備體積緊湊、控制性良好，同時在工作中傳動效率高等多個方面的優點。不過，在真正的使用當中需要嚴格的控制好液體黏性軟啟動裝置的體積，這就需要在制造和設計的過程中，將其動、靜摩擦片間存在的間隙控制在最低的程度，即便如此，在液體黏性間的轉矩也將依然存在，同時在整個啟動制動的過程當中，正是因為電動機本身始終處于一種負載運行的狀態，因此需要消耗巨大的啟動電流，相應的，所造成的電流沖擊時間相對來說也比較長，因此其啟動次數很容易受到限制[3]。

最后這種裝置在無極調速和軟啟動的過程中，因為其從、主摩擦片間在壓力的推動下始終相對滑動的運行狀態，因此其所具備的功率損失將變大，在進行正常的運作時，必然產生巨大的電能需求，直接增大了其企業本身所具備的生產成本。

2.2 液力耦合器的軟啟動技術分析

從機械結構的層次來分析，所采用的液力耦合器，其所輸出和輸入的轉速情況，真正對比起來，必須要將其控制在97%以下，因此表明無法對其輸入和輸出的效果實現同步的目的，所以將造成嚴重的功率損失以及發熱問題，直接影響了傳動系統所具有的傳動效率，從而影響到企業方面的生產成本以及經濟發展效益。液力耦合器本身作為一種主體性的軟啟動設備，在其電動機真正啟動過程中，其所具備的啟動電流通常都是5-8倍以上額定電流，并且也將嚴格限制電動機的實際啟動次數。

液力耦合器通常都是采取調速型，這種型號設備本身體積相對較大，而且所存在的內部系統相對來說也比較復雜，因此內部具有更多高速旋轉的部件類型。因此當其和電動機及減速機相互連接后，其所占據的空間必然會越來越大，將很難真正滿足安裝空間對于應試場合所提出的安裝要求。而應用液力耦合器軟啟動裝置所具備的優勢特點主要表現在操作技術方面，目前這些啟動設備所進行的操作技術，發展至今已經比較成熟，并且其所具備的價格也比較適合，比較容易實現其井下的隔爆性能。

2.3 液壓系統軟啟動技術的應用

這項啟動技術主要應用在運輸機所允許的范圍內，通過有滑差的油膜線性離合器進行軟啟動，也可采用絞車低速大扭矩馬達進行軟啟動。使用液壓系統還是為了通過壓強變更的方式來提升其所具備的有效作用力。其在完整的運行狀態下，液壓體系主要由以下幾個部分組成，分別為：動力元件、控制元件、執行元件、輔助元件及液壓油等。因此可以看出，液壓系統在維護的過程中相對復雜，并且在液壓傳動系統方面所采取的軟啟動技術也將更容易被操作簡便的軟啟動技術取代。

2.4 采用大功率變頻調速軟啟動技術

隨著科學技術的不斷發展，目前國內外變頻器得到了廣泛的應用，功能不斷完善，性能也越來越好，占用空間也不斷減少。因此，在煤礦生產中極為普遍，隨著數字化及信息技術的興起和不斷走向成熟，大功率變頻調速也朝著智能化和數字化方向發展。

3結語

綜上所述，經過對國內煤礦機械設備軟啟動技術發展狀況的研究分析發現，我國的軟啟動設備和國外的一些軟啟動設備相比具有諸多優點，比如發熱量小、傳動效率高、使用壽命長，維修成本低等，但是其真實的使用性能仍然不夠廣泛，具體表現在相應的啟動技術比較落后。相對而言，我國煤礦機械電子電機類軟啟動技術本身就各具特點，近年來更是發展迅速，必然會發展成為往后主要發展方向和趨勢。

參考文獻：

[1]王曉東.淺議煤礦機械電子設備軟啟動技術[J].科技與企業，2014（20）：141.

[2]張龍，陸寧.簡析煤礦機械設備軟啟動技術[J].科技創新與應用，2012（01）：64.

[3]王斌.淺談煤礦機械設備軟啟動技術[J].科技創新與應用，2013（30）：130.

[4]張秀如，楊明.TMS320LF2407-DSP軟啟動器在煤礦機械電動機中的應用[J].煤礦機械，2014（05）：196-198.

作者簡介：

劉正民（1958-9-），男，漢族，陜西澄城人，現職稱為機電工程師，負責機電技術管理工作。