带式输送机几种常用软启动装置的性能分析

矿井运输皮带机常用的几种软启动装置淮北矿业集团公司朔里煤矿赵勇【摘要】介绍几种常用的软启动装置的工作原理、特性，以及在带式输送机上的应用情况。

【关键词】软启动装置特性工作原理带式输送机应用1.概述随着工业控制技术的不断发展，各类软启动装置也越来越多的应用到工业生产之中。

特别是煤矿井下的胶带输送机，作为运煤的主要运输工具，由于运输距离长、功率大、工作时间长，为此迫切要求增加软启动装置，以达到快速启动、节约用电和不至于影响别的电气设备正常工作。

在《煤矿安全规程》中也有明确要求：“带式输送机应加设软启动装置，下运带式输送机应加设软制动装置”。

加装这类装置后，就能确保带式输送机的平稳、安全可靠运行。

当前，不少煤矿在带式输送机上都使用了多种型号的软启动装置。

在带宽1m以下的输送机上，大都使用了限矩型液力偶合器，个别用真空开关直接启动，多数采用调速型液力偶合器、液体粘性软启动器、变频调速装置，以及交流电机软启动器等。

2.软启动装置的工作原理2.1调速型液力偶合器调速型液力偶合器泵轮从电动机上获得机械能，通过工作腔内的工作液推动涡轮旋转，由输出轴带动工作机。

调节工作腔内的充油量，实现工作机的无级调速与软启动。

配备电动执行器和操作器，或自动测速装置，就能够实现遥控或自动控制。

2.2液体粘性软启动器主动轴带动主动摩擦片旋转，通过摩擦片之间的粘性液体油膜的剪切力带动从动摩擦片旋转。

这种液体粘性软启动器通过电液控制系统，调节摩擦片间的油膜厚度，控制输出扭矩，实现平滑启动及无级调速。

2.3变频调速装置交流电机关难过外部的真空接触器进入整流单元进行整流，然后经过滤波电容进入功率模块的输入端，通过控制器调节IGBT功率器件，使直流重新逆变为适当频率、相位和电压的交流电供给电动机，可使输送机按照设定的速度曲线平稳启动，实现软启动。

2.4交流电机软启动交流电动机软启动器的主回路采用三对反并联可控硅，利用全数字矢量控制技术，通过速度与电流的闭环调节控制电动机端电压、电流，以软启动交流调压方式控制电动机的启动电流。

矿用带式输送机的软启动设备[摘要]：本文主要阐述了带式输送机的可控电液软启动传输系统、调压调速软启动器、液体黏性软启动装置、永磁调速器（pmd）等软启动设备的技术问题。

[关键词]：带式输送机可控电液软启动调压调速软启动器中图分类号：td528+.1 文献标识码：td 文章编号：1009-914x（2012）26- 0324 -01带式输送机是煤矿常用的重要机械设备，其软启动装置更是重中之重，对于提高煤矿生产效率，保证安全生产，尤为重要。

1、可控电液软启动传输系统可控启动传输是一套可控启动装置的总称。

其主体是一个可控无级变速的减速器，其原理是在一级行星传动中，用控制内齿圈转速的办法调节行星架输出的转速，使负载得到所需要的启动速度特性和减速特性，并以任意非额定的低速运行。

内齿圈的转动用多片型液体黏滞离合器控制。

cst的可控无级变速减速器的传动系统输入轴（左侧）与鼠笼式感应电动机相连接，输出轴与带式输送机的驱动滚筒相连接。

电动机启动时，多片型离合器的液压缸上不加压，动、静片间有一定的间隙。

输入轴经级齿轮减速后，带动行星轮系的太阳轮旋转，因其动、静片间的间隙较大，动片的转动不受阻，内齿圈能自由旋转，行星轮仅能自转，行星架和输出轴不动，电动机系无载启动。

在电动机无载启动达其额定转速稳定运行后，负载的启动是由环形液压缸向离合器的动、静片上加压，改变动、静片间的间隙执行。

在输出轴上由电动机得到的转矩不小于负载的静阻力矩时，负载启动运转。

cst中与主体可控无级变速减速器配套的装置有：控制离合器环形油缸的液压伺服系统，给离合器和润滑系统供油的液压系统，油液冷却系统以及电控监测系统。

电控监测系统由可编程序控制器和监测各种参数的传感器组成cst可控启动传输的缺点：效率的提高只是机械传动效率，对整体传动系统的总体效率贡献不大；装置的体积庞大；设备维修困难，影响矿井的生产作业；运行装置的温度较高；有时漏油，隐藏较大安全隐患；运行费用高。

带式输送机软启动方式的分析与优化选择【摘要】详细阐述国内外带式输送机常用的软启动装置，调速型液力偶合器，变频调速装置，电软启动，CST系统，液压马达及BOSS系统等的结构，工作原理和特点，通过比较，调速型液力耦合器除完全满足带式输送机软启动要求外，更具有优良的性价比。

【关键词】带式输送机；软启动；效率；性价比目前长距离，大运量，大功率带式输送机使用频率日益增加，所以国内外相继开发了多重不同的软启动方式，像CST系统和变频调速及调速型液力偶合器等等。

不同的软启动装置有各自的优势并在不同阶段和环境下满足了应用需求。

本文针对几种典型的软启动装置应用选择中主要几方面进行系统的比较分析，研究讨论了在不同的情况下选择适合的软启动方式，使工程设计最优化。

一、调速型液力偶合器1）工作原理：调速液力偶合器，是液体联轴装置，它凭借液体作为介质来传递动力并实现无级调速的。

将工作油充满调速型液力偶合器密封的空腔中并且使泵轮和涡轮对称布置其中。

在输入轴转速不变的情况下，通过对液力偶合器工作腔中工作油的充满度的改变来改变输出轴的转速，实现无极变速。

当导流管管口与旋转轴线位置靠近时，工作油最大程度的充满偶合器工作腔，输出轴转速达到最高；而当导流管管口与旋转轴线位置远离时（即插进导流管），与之相反（即：油环达到最薄，工作油在工作腔中充满度最小，输出轴转速也就最低。

2）优劣势：优点是启动时间可按带式输送机的启动要求任意调节；限制输送机启动加速度在一定范围内（0.1～0.3m/s），防止输送带启动张力过大；可使输送机滞后于电机缓慢启动，缩短了电动机整体启动时间；可实现多机功率平衡，平衡精度可达±5%；冲击小，保护电动机及输送机主要部件不会因过载而损坏；输送机的遥控和自动控制操作较为简便；寿命长，噪音小，工作环境好；经济实用；结构简单可靠，无机械磨损。

缺点是启动性能稍差些；有些许滑差，约2%左右；需要空间较大；散热不好。

二、变频调速装置变频调速装置主要由功率器件—IGBT绝缘栅极可控晶体管，控制器与电控器组成。

皮带输送机软启动方式的选用原则皮带输送机软启动方式主要有液力调速装置、CST可控启动传动装置(简称CST)和变频调速装置，本文将为大家分析皮带输送机软启动方式的选用原则。

(1)液力调速装置。

主要技术优势：该设备内部结构比较简单，对传动油要求不高，维护费用不高，运行成本低，可以满足最基本的输送设备启动需求。

由于输入轴与输出轴间不是刚性连接，因此可做到电机空载启动，也能对工作机械起到过载保护作用。

主要缺点：调速型液力偶合器是一种非线性机械动力设计，调速效果差，在低速运行时液体介质处于半激活状态，转动滑差较大，电机高速运转时液体介质容易发热，动力损耗较大，另外需要辅以大量稀油冷却润滑系统。

一般来说，比较常见的液力调逮装置功率不超过500kW，产品控制精度不高、技术性能较差。

比较适合初级工业生产企业。

有国产和进口产品，设备可选范围大，造价相对较低，国产设备时有漏油现象，影响了传动特性。

(2)CST可控启动传动装置。

其主要优点有：在初始启动段能以较低的速度运行，此时松弛的胶带被逐渐张紧，此后按最小的加速度完成输送机的启动过程，从而避免了启动对胶带及设备的冲击。

起动时间长短根据皮带输送机运行参数可由人工预先设定，可控性较好，可确保稳定的加速度斜率。

在微机控制系统下，可对多台不同的驱动电机进行控制，使得各电机均衡出力达到功率平衡的作用，避免因电机出力不均甚至是超负荷运转而导致的电机使用寿命缩短现象。

可以完全做到电机空载启动和延时顺序启动，避免了启动电流过大对电网造成的冲击，同时也有利于提高供电电网运行安全性．减少了对其他用电设备产生的干扰。

输出轴的转速可做到从零转速开始的无级调速，减少了启动冲击负荷，降低了输送带的最大张力，可降低电机功率、输送带强度等设备的配置，从而可降低设备造价，尤其是对大运量、长距离运输的皮带输送机，效果十分显著。

设备不是刚性连接可以很好的起到过栽保护作用，起动过程比较平稳，可延长输送设备使用寿命，传动效率高能起到节能的效果。

带式输送机软起动方式1.传统带式输送机软起动方式传统带式输送机采用异步电机+CST、异步电机+液粘或液力耦合器或变频器+减速装置方式实现软起，整体系统通过独立的保护装置控制器实现系统保护和设备起停控制。

这些软起动方式存在如下共性问题：➢传动路线较长：电机与负载间有软启动装置、减速器；➢传动效率低：液力耦合器95%、减速器94%、异步电机效率93%；➢传动故障率高：减速器漏油、噪音乃至异常振动、润滑不良导致齿轮轴承损坏；液力耦合器漏油、油温过高、勺管磨损、轴承损坏等；➢传动部件维护量大：减速器、液力耦合器定期更换润滑油或液压油，CST需要专用润滑油，且维护周期较短。

1.1.液力耦合器软起动➢采用液耦，电动机必须先空载起动；➢液耦长时间工作时会引起液体温度升高，熔化金合塞，还会引起漏液，增大维护工作量，污染环境；➢采用液耦时带式输送机加载时间较短，容易引起皮带张力变化，因此对皮带带强度要求较高；➢长距离大运量带式输送机多电机驱动，采用液耦驱动很难解决多电机驱动时的功率平衡问题；➢传动效率低。

1.2.CST软起动➢系统结构复杂，包括机械传动系统、液压系统、冷却系统及电气系统；➢维护工作量大，成本相对较高，液压系统须用专用油，滤芯更换频繁；➢连续运行时，漏油、发热严重；➢传动效率低，故障率较高；➢功率输出端离合器控制，不能实现起动阶段及负载急剧变化时的多驱功率平衡。

1.3.液粘软起动➢系统结构复杂，安装维护难度大, 调节时需专业技术人员；➢摩擦片加工精度和表面光洁度要求严格，且具有较好的动平衡和摩擦片间较高的互换性；➢液压油要求较高，液压油要有良好稳定的运动黏度、润滑性能、氧化安定性、高比热和较好的热导率；➢控制油缸的电液比例阀要有良好的稳定性和较高的动作精度。

1.4.异步变频软起动➢高性能调速驱动，可以按照皮带机的S曲线实现软起动，起动过程中形成的输送带张力波动小，降低输送带强度要求；➢起动电流小，但很难实现重载起动；➢可以实现低速验带，但不能长期低速运行（异步电机低速时发热严重）；➢可以实现多驱功率平衡，但由于转差率的存在，多驱平衡效果差；➢由于减速器的存在，设备维护量大，维护成本高。

带式输送机软启动装置分析【摘要】随着带式输送机逐渐向长距离、大运量、高速度方向发展，其启动问题日益突出，为保证带式输送机安全可靠地运行，其结构系统应该具备良好的静、动特性。

传统的静态设计已经不满足设计要求的精度，计算结果有较大的偏差，而动特性分析是决定输送机技术合理安全可靠，经济可行的主要因素。

下面本文对带式输送机软启动装置进行了分析。

【关键词】带式输送机；软启动装置；煤矿一、前言在现代化的工业生产中，带式输送机越来越多地应用在矿山运输上，并成为生产过程中不可或缺的组成部分，带式输送机启动是一个加速过程，运距越长、带速越高，启动时间就越长。

输送带是带式输送机的一个重要构件，它作为承载构件来承载被输送的物料（物品），同时也作为牵引构件来运动和牵引力。

它对带式输送机的摩擦传动理论、多驱动装置传动理论及功率分配、输送带的使用寿命、起制动过程中表现出的动态响应、输送带受力后应力波的传播效应、输送机的纵、横向振动与共振、张紧效应与张紧行程等技术，有着非常重要的影响。

输送带在启动过程中产生粘弹性变形而产生动张力，如果直接启动或启动时间短，加速度就会变大，相应的输送带粘弹性变形就增大，动张力也变大，对输送机的元部件产生较大的冲击，从而影响各元部件、输送带及输送机的稳定性和使用寿命。

因此，大型带式输送机的启动问题是一个重要的技术问题。

带式输送机的软启动是指在设定的时间内，通过控制输送机启动加速度值，来保证输送机按照要求的启动速度曲线平稳启动，并达到额定速度，同时保证启动张力和启动电流在允许范围内。

所以实现大型带式输送机的软启动，不仅可以提高启动性能，而且还可以降低输送机的成本。

研究带式输送机动力学及控制的意义就是了解带式输送机动力学现象和原理，掌握其动力学的基本规律，按照设计要求，对系统进行静、动特性分析和综合评价，实现在设计过程中预测和优化输送机的动态特性，进而实现对启动、制动等过程的控制和优化，确定驱动系统、制动系统、拉紧装置最佳安装位置，从而实现带式输送机在经济上更加合理，在技术上更加可靠。

带式输送机软启动装置分析带式输送机作为目前工业生产中应用最广泛的一种物料输送设备之一，其输送效率和可靠性往往直接影响到生产工艺的顺畅和效益。

在实际应用中，带式输送机通常需要在起动时面临惯性负载的加速阻力，这对于设备的机械部件和电气系统都会产生一定程度的影响。

因此，为了减小设备在起动时的负荷，提高设备的工作效率和寿命，现如今越来越多的带式输送机都在其电气系统中增加了软启动装置。

一、带式输送机软启动装置的作用和原理软启动装置，简称为SR，是带式输送机电器控制系统中的一种装置，它通常安装在带式输送机的进口端上。

在正常操作过程中，软启动装置可以自动控制输送机的输出电流和转矩逐步增加，达到设定的运行电流和转矩，从而实现带式输送机在起动时的平稳加速，避免瞬间启动造成电机电流瞬间升高、设备振动加剧、电气系统抗干扰能力降低等问题。

同时，软启动装置也可以减少设备的运行噪声和振动，提高设备整体的运转效率和使用寿命。

二、带式输送机软启动装置的应用范围带式输送机软启动装置广泛应用于各种不同类型的输送带，包括橡胶输送带、尼龙带、钢带等不同的输送带。

此外，在输送机的电机驱动系统中安装软启动装置也可以协助相关设备解决更多的问题，如电机断路器、电机启动器、变频器、PLC等设备。

三、带式输送机软启动装置的优势相比没有安装软启动装置的带式输送机，安装软启动装置的输送机在起动时拥有更为平稳和可控的加速过程，减少了电机点燃时的瞬间电流冲击，降低了过电流保护器的触发率，皮带和齿轮减速器等机械部件的磨损程度也得到了有效降低。

与此同时，在起动过程中，软启动装置可以防止设备的突然停机，提升了设备的工作效率和稳定性。

四、带式输送机软启动装置的使用和维护方面在使用带式输送机的软启动装置时，必须保证设备的电气系统和控制系统正常运行，且与主控制电路对接并遵守特定安装操作步骤。

同时，在使用软启动装置的过程中还应定期进行维护和保养，以确保设备的长期稳定运行。

带式输送机用各种软启动性能比较山东科大机电科技有限公一、有关规定《煤矿安全规程》第373条规定，带式输送机应加设软启动装置。

MT820标准规定起动加速度应小于0.3m /s²。

带式输送机采用软启动装置能够使设备平稳启动，有效减小输送带及承载部件的动态载荷，降低输送带及结构件的强度，提高传动部件和胶带使用寿命；减少设备起动对电网的冲击；运行过程中减少冲击和震动；部分软启动装置具有过载保护、低速验带功能，还可在多驱动系统中实现功率平衡。

二、各种软启动装置性能比较1.电软启动装置电源---电软起动器---电机---限钜型液力偶合器---减速器驱动装置连接图1.1原理和工作过程软起动是使用调压装置（一般用可控硅和IGBT）在规定的起动时间内，自动地将起动电压连续、平滑地上升直到接近额定电压时，再由起动回路切换到主回路，运行过程中无缓冲作用。

1.2功能和特点起动方式有调压、限流、突跳等起动方式。

降压起动，有一定的限流作用，能在一定的程度上降低电机起动对电网的影响，可在一定程度上降低起动力矩对设备的冲击。

具有体积小，价格低，操作简单方便的特点，广泛应用于顺槽可伸缩带式输送机。

1.3不足1）重载起动困难；2）考虑谐波影响，选用电机时要加大容量，一半要增加20%~%40；3）起动过程完成时，电路切换对电网有冲击;4）正常运行过程中有冲击有负载时无缓冲作用，一般要配合偶合器等传动产品；5）不具备功率平衡和无级调速功能。

1.4起动曲线1.5主要产品主要有660V；1140V；3.3kV；6kV；10kV等产品。

1.6参考价格：1140V 500kw 12万6000V/400A 进口组装约50万10000V/200A 进口组装约60万2.变频软起动装置电源---变频器---电机---减速器驱动装置连接框图2.1原理变频器是利用电力半导体器件将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流变频电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。

带式输送机软启动装置分析
常见的带式输送机软启动装置有：电阻启动装置、自耦合变压器启动装置、星角变压器启动装置、软启动器等。

1.电阻启动装置：电阻启动装置通过在电机启动过程中串联电阻限制电流，逐渐减小电流大小，实现电机平稳启动。

这种启动装置简单实用、成本低廉，但由于电阻的存在，使得电机启动效率较低，且存在能量浪费的问题。

2.自耦合变压器启动装置：自耦合变压器启动装置是通过改变电机的供电电压来实现电机的平稳启动。

在启动过程中，电压会逐渐升高，电流也会逐渐增大，从而实现电机的平稳启动。

自耦合变压器启动装置具有启动平稳、能量利用率高的特点，但体积较大，安装复杂，且成本较高。

3.星角变压器启动装置：星角变压器启动装置与自耦合变压器启动装置类似，通过改变电机的供电电压来实现电机的平稳启动。

不同的是，星角变压器启动装置在启动结束后，可以自动切换至全压运行，提高了电机的运行效率。

但该启动装置对电压的稳定性要求较高，且存在一定的能量损耗。

4.软启动器：软启动器是一种集成了多种保护功能的启动装置。

通过控制电源的频率和电压来启动电机，并实现平稳加速。

软启动器可根据实际需要调整启动时间和加速度，保护设备和输送带不受过大的启动电流和冲击负荷。

同时，软启动器还具有过载保护、过电流保护、短路保护等功能，可提高设备的稳定性和可靠性。

综上所述，带式输送机软启动装置在提高设备安全运行和工作效率方面起到了重要的作用。

在选择软启动装置时，需要根据设备的功率、负载特性和需求来综合考虑，以达到可靠、稳定和节能的目的。

带式输送机软启动装置的分析与研究【摘要】笔者结合多年实际工程经验，对目前国内外存在的多种主流带式输送机软启动装置，包括BOSS系统，调速型液力偶合器，变频调速装置，CST 系统及电软启动的结构，工作原理及特点进行分析与研究，通过比较发现国产调速型液力偶合器能够完全满足带式输送机的软启动要求，性价比优良。

【关键词】带式输送机；软启动；性价比【abstract 】the author combined with years practical engineering experience, both at home and abroad, the existence of a variety of mainstream belt conveyor soft starter, including BOSS system, coupler, frequency conversion control device, CST system and electric soft start of the structure, working principle and characteristic analysis and research, by comparison domestic coupler can completely satisfy the conveyor belt soft start requirements, excellent performance to price ratio.【key words 】belt conveyor; Soft start; ratio一、引言今年来随着大功率，大运量，长运距带式输送机的出现，国内外软启动装置的发展日新月异，多种型号软启动装置相继被开发出来。

本文通过对国内外现存的几种典型软启动装置的工作原理，结构和特点等进行分析，对它们各自的优缺点进行研究，以期方便使用单位选择符合自身设备使用条件的带式输送机软启动装置。