2013.9重型刮板输送机驱动方式比较分析(全文)(2)

液力偶合器由于尺寸和传递能力的限制，只能用在小功率刮板输送机上。目前刮板输送机双速电动机驱动系统在我国应用较多，主要适用功率700kW以下，启动过程分为二级进行，即先低速启动再切换传统驱动方式到高速。随着驱动电动机功率加大，

已不能适应刮板输送机的驱动及运行要求，存在以下突出问题。

1）难启动。由于刮板输送机停车的随机性和负载的巨大波动性以及生产系统其他设备的原因，常导致输送机意外停机，经常需要在重载下重启刮板输送机，启动困难的情况经常出现。

2）强大的机械冲击。一般电动机满载启动时

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启动加速度可达0.2～0.3m/s。刮板间为4～6s，

输送机的传动系统尽管有一定的预紧力，停机时，

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2.1

3种驱动装置的原理及特点

变频驱动的原理及特点

2.1.1变频调速驱动原理

变频一体机是变频器与异步电动机的结合体，其中异步电动机与普通感应异步电动机原理相同，但根据变频的工作条件又进行了特殊设计。变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源，从而实现电动机的调速运行。现在使用的变频器主要采用交－直－交方式（VVVF变频或矢量控制变

先把工频交流电源通过整流器转换成直流电频），

然后再把直流电源逆变成频率、电压均可控制的源，

交流电源以供给电动机。调速过程中，在低频区由于定子电阻压降不能忽略，将不能保持磁通不变，启动转矩倍数将下降。因此在低频时，要尽量在保证进行感应电动势能补偿，增加主磁通不变的情况下，合适的补偿电压，提高启动转矩。一般来说，增加补电动机启动转矩可以达到额定转矩的偿电压，1.5倍。

大功率的防爆变频一体机国内还没有自行研制国内某电动机厂研制的防爆400kW变频一成功，

［8］

体机的主要参数如下：①启动转矩：启动时（5Hz）启动转矩为额定转矩的1.25倍，效率0.69，功

（在联轴节、齿轮、花键、链轮与链条、每对链环间存在各种间隙）传动系统为松驰状态，各个环节都有

且链条为弹性体。电动机启动瞬间，在一定的间隙，

克服间隙和链条拉伸的过程中，对整个传动系统造

几乎所有的传动元件在这个过成强大的机械冲击，

程中都要受到冲击应力。双速电动机驱动时，由低

速切换到高速也会产生机械冲击。

3）大电流对电网的冲击。带载启动时，电动机启动电流达到6～8倍的额定电流（有时甚至更大），导致电网电压下降，影响刮板输送机的启动性能，同时影响电网上其他设备的正常运行，引起其他设备欠压保护，造成误动作。刮板输送机的频繁启动，会使电动机绕组发热，从而加速绝缘老化，影响电动机寿命。

4）多机驱动功率不均衡。由于电动机额定参数差异及链条节距变化、输送机上负载分布变动及链条张力变化（引起节距变化），存在严重的电动机功率不平衡问题，不能充分发挥配置功率的作用。

［7］

井下测试结果表明，机头机尾两传动部电动机的输出功率呈交替变化，刮板输送机总输入功率远低于配置功率，但对单台电动机而言，又存在短时频繁超载现象。对于超重型刮板输送机，负载不均匀问题会更加突出。

5）过载冲击。由于链传动的多边形效应、链道的纵向起伏和水平弯曲，刮板输送机运行中的刮卡、冲击现象非常严重和频繁，极易导致传动元件如链条、齿轮等过载断裂，严重时导致电动机闷车，烧毁电动机。

率因数0.877，定子电流356A；②最大转矩：额定工况下（50Hz）最大转矩为额定转矩的2.18倍，效率0.95，功率因数0.87，定子电流243.8A；③目前最高电压等级：1140V。德国保越公司的电动机（1000kW，1140V）［9］的最大起动转矩为额定转矩的2.17倍（国内未见有达到此指标的报道）；随转速（≤300r/min）的上升，最大转矩逐步下降为额定转矩的1.49倍，转速300～1500r/min，保持额定转矩的1.49倍不变。变频器与变频专用电动机组合性能与上述的国产变频一体机性能类似，国内也有将变频器与变频专用电动机甚至普通电动机组合应用于

［1－2］

。刮板输送机上2.1.2

变频电动机驱动的工作原理

1）启动过程。电动机和负载不脱离接触，通过

改变频率的方法，使电动机的转速从0（考虑到启动转矩的要求，一般从5Hz，即150r/min）开始逐步增加，随着链条间隙的消除，载荷加到电动机上。如果拖动转矩大于输送机的负载转矩，输送机开始启动，

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