2013.9重型刮板输送机驱动方式比较分析(全文)(5)

3）过载保护。①软过载：任意一个电动机电流超过最大允许电流（1.8倍额定电流）并持续1.5s（此时离合器没产生打滑），控制所有离合器脱开；②硬过载：离合器的最大压力决定了过载保护转矩，当监测到电动机降至额定转速的90%，离合器滑差达到名义最大滑差的90%并持续0.15s；控制器通知所有离合器脱开。2.3.4

主要特点

CST主要特点如下：①可频繁启动，但启动次数受冷却系统能力限制；②迅速、完善的过载保护；③可以利用电动机的颠覆点，一般在额定转矩的2.5倍以上，颠覆转矩以下；④摩擦片是故障点，液

维护修理复杂，存压控制系统对油液清洁度要求高，在电动机空载电流启动冲击。

复杂，维修技术要求高，在井下维修的可能性不大。阀控充液型液力偶合器可靠性主要取决于阀的可靠

性，原因在于结垢易导致控制阀堵塞，引起故障；采用开式系统后，降低了系统工作温度，减少了结垢风

维修技术要求低，简单问题在井下即可处理。险，

3）初期投资。以1000kW驱动系统为例，3种驱动系统装置的初期投资见表1。可以看出，变频一体机的初期投资最大，而阀控充液型液力偶合器初期投资最小。

表1

驱动装置类型

电动机

阀控液力偶合器变频一体机CST驱动

70500（保越）

70

偶合器减速器摩擦限矩总计265——

102102450

—50—

437652520

驱动系统初期投资

费用/万元

3驱动装置的其他技术经济指标分析

1）运行效率。为了使效率分析具有可比性，驱

4）国产化程度。变频一体机技术复杂，关键元部件仍需进口，目前，国内还没能力独立研制大功率

的变频一体机，部分关键术尚未突破；CST属于机电液一体的综合产品，之所以一直未进行国产化，主要难度在于摩擦片性能不过关，阀控充液型液力偶合实施技术相对简单。国内山西天地煤器原理简明，

机装备有限公司已将其完全国产化，并已批量投产。

动系统的效率按照机电系统进行综合计算，以电动

至负载作为输出来计算机的电气进线端作为输入，系统效率。

计算方法是先计算各个环节的效率，然后相乘

即得到总效率。①变频驱动的能量流是供电电网→变频器→电动机→减速器→链轮。②阀控充液型液力偶合器驱动系统的能量流是供电电网→电动机→液力偶合器→减速器→链轮。③CST驱动系统的能量流是供电电网→电动机→CST减速器→链轮。额

CST减速器等同于定比减速器，定运行时，因此效率以CST45（额定功率800kW）为接近于0.94～0.97，

CST液压系统中配例，损耗功率24～48kW，此外，置了加压油泵和润滑冷却泵，计算中应予以计入；其

中，变频器效率、液力偶合器效率均按0.93～0.96CST可控驱动装计，减速器效率按0.94～0.97计，置效率为0.878～0.904，电动机效率按0.900计，计算得到系统效率分别为0.787～0.838（变频驱

0.79～0.82（CST）。动、阀控充液型液力偶合器）、3种驱动系统的效率基本相当。以上估算说明，

2）可靠性。变频电动机驱动的可靠性主要取决于变频器和摩擦限矩器的可靠性；若变频器出现问题，须专业人员才能维修；变频传动的高次谐波易引起工作面其他设备电气故障和额外发热；其轴电流也容易对电动机轴承产生电化学腐蚀。CST系统中的电液伺服阀对油的清洁度要求较高，系统也较158

4结语

笔者分析了3种刮板输送机驱动装置的工作原

每种驱动装置都有各自的长处和不足。理和特点，

用户希望设备性能可靠，操作简单，功能完善，维修

简单，价格低廉。这些要求通常相互矛盾，技术指标要求过高必然导致系统复杂，维护修理困难，故障环节多；反之，技术指标要求合理，系统简单，可靠性、经济性可以进一步提高。刮板输送机驱动装置选型时，既要借鉴先进经验，又应结合现场实际，从技术经济性等方面综合考虑。阀控充液型液力偶合器在技术指标上相对要低一些，但功能全面，使用、维护、维修技术相对简单，综合技术经济性能较高。特别是阀控充液型液力偶合器已实现了国产化，并且通过创新设计，其性能及可靠性有了进一步的提高，为国内用户使用提供了极大的便利条件，应该是现阶段适合国情，技术经济性能合理的可控软启动装［13］

置。同时，阀控充液型液力偶合器的调速性能尚

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