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礦用輸送機(jī)機(jī)械驅(qū)動(dòng)方式方式介紹

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目前，在煤礦建設(shè)中，長距離、大運(yùn)量帶式輸送機(jī)的需求迅速增長。由于膠帶機(jī)具有大慣量的特點(diǎn)，起、制動(dòng)過程需要電機(jī)提供高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，如果在起動(dòng)過程中，未采用軟啟動(dòng)方式，可能會(huì)有以下問題：驅(qū)動(dòng)電機(jī)的起動(dòng)電流會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成很大沖擊，同時(shí)又造成供電線路壓降過大；傳動(dòng)設(shè)備要承受猛烈沖擊，膠帶張力過大會(huì)危害輸送帶及其它部件；膠帶和滾筒之間可能發(fā)生嚴(yán)重打滑，加速膠帶的損耗；多臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)還存在多臺(tái)電機(jī)的負(fù)載分配問題；為此人們不斷研究，開發(fā)新的設(shè)備和技術(shù)來實(shí)現(xiàn)膠帶機(jī)的軟啟動(dòng)。目前實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)的主要方式分為機(jī)械和電氣兩大類。機(jī)械方式包括使用液力偶合器，CST(線性濕式離合器)等。
1.液力偶合器
液力偶合器是一種液力傳動(dòng)裝置，又稱液力連軸器。液力耦合器的結(jié)構(gòu)主要由殼體、渦輪、泵輪三個(gè)部分組成。泵輪和渦輪相對(duì)安裝，統(tǒng)稱為工作輪。在泵輪和渦輪上有徑向排列的平直葉片，泵輪和渦輪互不接觸。兩者之間有一定的間隙(約3mm—4mm)；泵輪與渦輪裝合成一個(gè)整體后，其軸線斷面一般為圓形，在其內(nèi)腔中充滿液壓油，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)帶動(dòng)液力耦合器的殼體和泵輪一同轉(zhuǎn)動(dòng)，泵輪葉片內(nèi)的液壓油在泵輪的帶動(dòng)下隨之一同旋轉(zhuǎn)。在離心力的作用下，液壓油被甩向泵輪葉片外緣處，并在外緣處沖向渦輪葉片，使渦輪在受到液壓油沖擊力而旋轉(zhuǎn)；沖向渦輪葉片的液壓油沿渦輪葉片向內(nèi)緣流動(dòng)，返回到泵輪內(nèi)緣，然后又被泵輪再次甩向外緣。液壓油就這樣從泵輪流向渦輪，又從渦輪返回到泵輪而形成循環(huán)的液流。液力耦合器中的循環(huán)液壓油，在從泵輪葉片內(nèi)緣流向外緣的過程中，泵輪對(duì)其做功，其速度和動(dòng)能逐漸增大；而在從渦輪葉片外緣流向內(nèi)緣的過程中，液壓油對(duì)渦輪做功，其速度和動(dòng)能逐漸減小。液壓油循環(huán)流動(dòng)的產(chǎn)生，是泵輪和渦輪之間存在著轉(zhuǎn)速差，使兩輪葉片外緣處產(chǎn)生壓力差。液力耦合器工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)能通過泵輪傳給液壓油，液壓油在循環(huán)流動(dòng)的過程中又將動(dòng)能傳給渦輪輸出。液壓油在循環(huán)流動(dòng)的過程中，除受泵輪和渦輪之間的作用力之外，沒有受到其他任何附加的外力。根據(jù)作用力與反作用力相等的原理，液壓油作用在渦輪上的扭矩應(yīng)等于泵輪作用在液壓油上的扭矩，這就是液力耦合器的工作原理。
液力耦合器調(diào)速原理表明，傳動(dòng)速度的改變，實(shí)質(zhì)是機(jī)械功率調(diào)節(jié)的結(jié)果。因此液力耦合器輸出轉(zhuǎn)速的降低，實(shí)際是輸出功率減小。在調(diào)速過程中，液力耦合器的原傳動(dòng)轉(zhuǎn)速?zèng)]有發(fā)生變化，假設(shè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，原傳動(dòng)的機(jī)械功率也不變，那么輸入與輸出功率的差值功率那里去了呢，顯然是被液力耦合器以熱能形式損耗掉了。
液力耦合器是一種耗能型的機(jī)械調(diào)速裝置，調(diào)速越深(轉(zhuǎn)速越低)損耗越大，對(duì)于平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速平方率變化，原傳動(dòng)輸入功率則按轉(zhuǎn)速的平方率降低，損耗功率相對(duì)小一些，但輸出功率是按轉(zhuǎn)速的立方率減小，調(diào)速效率仍然很低。
2.變頻器
(1)變頻器的工作原理
變頻器是利用電子和可控硅為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的電壓和頻率進(jìn)行控制，使電源頻率平滑改變，從而使電動(dòng)機(jī)可以平穩(wěn)地啟動(dòng)，機(jī)械和電應(yīng)力也降至最??；而且能根據(jù)工況隨時(shí)改變頻率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)膠帶機(jī)帶速的控制。
變頻器分為交直交、交交變頻兩大類。目前交直交變頻使用比較廣泛，在此簡單介紹一下它的工作原理。交直交變頻由順變器、中間濾波環(huán)節(jié)、逆變器三部分組成。順變器的作用是將定壓定頻的交流電變換為可調(diào)直流電，通過電壓型或電流型濾波器為逆變器提供直流電源。逆變器將直流電源變?yōu)榭烧{(diào)頻率的交流電。順變器和逆變器都是晶閘管三相橋式電路，濾波器由電容或電抗器組成，為逆變器提供穩(wěn)定的電壓源或電流源。
(2)變頻器的特點(diǎn)
目前工業(yè)用變頻器規(guī)格范圍很寬，從幾kW到幾MW都有，近幾年中、高壓大功率變頻器產(chǎn)品逐漸增多?，F(xiàn)代變頻器基本都采用矢量調(diào)速技術(shù)，使受控電機(jī)呈現(xiàn)優(yōu)良的調(diào)速特性和滿意的負(fù)載能力。變頻器的加速曲線可以在很寬的范圍內(nèi)設(shè)定，能滿足控制帶式輸送機(jī)加速度的要求。變頻調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性很硬，基本與電機(jī)的固有特性相同。使用開環(huán)系統(tǒng)控制帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)可以滿足技術(shù)要求。
當(dāng)用多臺(tái)脫硫石膏壓球機(jī)變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)1臺(tái)帶式輸送機(jī)時(shí)，會(huì)有一臺(tái)變頻器被指定為主變頻器，其他變頻器指定為從變頻器，主變頻器采用轉(zhuǎn)矩控制，從變頻器采用速度跟隨控制。運(yùn)行中只對(duì)主變頻器控制，全部從變頻器通過數(shù)據(jù)通訊，同步地、自動(dòng)跟隨主變頻器實(shí)時(shí)運(yùn)算、動(dòng)態(tài)運(yùn)行，保持良好的主、從關(guān)系和功率平恒。
在下運(yùn)帶式輸送機(jī)上，變頻器可確保電機(jī)輸出足夠的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩以平衡動(dòng)力負(fù)載，使輸送機(jī)穩(wěn)速運(yùn)行，如果為四象限變頻器，還可以向電網(wǎng)反饋能量。
變頻器能夠提供很低的膠帶運(yùn)行速度，滿足驗(yàn)帶需要，并且變頻器擁有很強(qiáng)的故障診斷能力，可根據(jù)用戶需求提供不同的通訊接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳，這是機(jī)械式軟啟動(dòng)裝置所無法實(shí)現(xiàn)的。
(3)變頻器的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：單元占用空間小，容易布置；能量傳遞的環(huán)節(jié)少，因而驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率高；能量傳遞的環(huán)節(jié)都是剛性的，可靠性高，適用范圍廣；維護(hù)工作量?。恍矢?，高達(dá)96%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于晶閘管大功率調(diào)速裝置。
缺點(diǎn)：諧波大，大容量對(duì)其他電器設(shè)備有一定的干擾，需加濾波器；大容量變頻器必須考慮散熱，而且要求環(huán)境清潔，一般需加裝空調(diào)進(jìn)行散熱。(圖/文www.w177.cn)

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