1、前言
由于
带式输送机具有运行可靠、连续、高效、易于实现自动化和对地形适应性强等优点，已成为现代散状物料连续输送的主要设备。据有关资料介绍，在德国，带式输送机最高带速已超过15m/s，莱茵褐煤矿有限公司福尔图纳露天矿使用了日挖24万m3的斗轮挖掘机，其上的带式输送机带宽2.8m，带速7.4m/s，运量为37 500t/h。在法国，输送机的单机长度已达15 km，高差达1 km，单滚筒的驱动功率达1050 kW，设计带速达8.4m/s，每台年运量为4亿t。最近又成功地制造出运量为25000t/h的大型带式输送机。在澳大利亚某采矿场，输送机单机长达30.4 km。在鹿特丹某矿山，多机串联运距长达206km，由17条输送机组成。目前我国的带式输送机也正在向长距离、高带速、大运量、大功率方向发展。起动问题是带式输送机、尤其是大型带式输送机的关键技术，不仅关系到输送机的起动性能，而且还影响其经济效益。目前国内外都是采用可控起动技术来解决输送机的起动问题。
2、可控起动技术
大型带式输送机的起动，要求在一段足够的时间内，起动加速度保持在允许范围内。运距越长、带速越高、输送量越大，起动时间就需越长，假如没有足够的起动时间，输送带初张力会下降，最大时可下降50%左右，因此会丧失输送带保持正常传动所需的张力比，造成输送带在传动滚筒上打滑而不能起动。起动是一个加速过程，加速度值由零增到最大又下降至零，输送带发生粘弹性变形，处于不稳定状态而产生动张力。当带速越高、起动时间越短时，起动加速度与输送带变形就越大，动张力也就越大，造成巨大的瞬时冲击，导致输送带与其他元部件损坏�？煽仄鸲褪窃谏瓒ǖ钠鸲奔淠�，通过控制输送带起动加速度值，来确保输送机按所要求的起动速度曲线平稳起动，并达到额定速度，同时使起动电流与起动动张力控制在允许范围内�？煽仄鸲笔渌痛帕Σǘ�，起动平稳。起动时间与起动加速度应根据带速、运距、输送量等参数来确定，根据我国有关标准规定，起动加速度不得大于0.3m/S2。采用可控起动，可使输送带初张力下降减少（小于10%），保证输送带不打滑�？煽仄鸲际跏谴笮痛绞渌突墓丶际�，已成为带式输送机技术是否先进的标志之一。通过电控与可控起动装置组成的闭环调节系统来完成带式输送机的可控起动。选择可控起动装置，除了考虑技术性能外，还必须考虑其经济合理性。
3、软起动的主要形式及其性能分析
近几年，国内外相继开发了多种形式的软起动装置，主要有：(1)液粘性软起动装置，如澳大利亚的BOSS系统、美国的CST等；(2)液力型软起动装置，如调速型液力偶合器、加长后辅腔液力偶合器等；(3)电气型软起动装置，如变频调速、可控硅控制开关磁阻起动等；(4)机械式软起动装置，如BEST、德国力士乐公司的辅助液压马达周转齿轮系统（原理与BEST相同）等。
3.1 BOSS系统
该系统是澳大利亚NM采矿国际有限公司研制的，适用于带式输送机单机200 - 500 kW的可控系统，专为重型带式输送机设计。其优点是：起动平稳，可实现恒扭矩输出，匀加速度起动；可靠性高，维护较为简单；改善原有驱动装置性能；摩擦片组设在高速轴，相对滑差范围大（属层流运动），易于控制；能够实现功率平衡，保护功能齐全；与逆止器和制动器的配置灵活、方便。缺点是：在软起动过程中，发热量极大，传动效率低；不能实现无级诃速；实现多驱动功率平衡，必须以摩擦片磨损为代价；由于油膜间隙有限，无法实现真正的空载起动；对润滑油的质量要求较高，运行费用昂贵；传动系统中存在薄弱环节，其中摩擦片是易损件，使用寿命短；液压及控制系统复杂；离合器片在高速轴时．控制系统难以准确控制；价格昂贵，备品备件要进口。
3.2 CST系统
该系统是美国道奇公司专为大型带式输送机配套的集减速、离合和调速于一体的驱动装置，其优点是：起动平稳；传动效率高，可达99%；可调验带速度为10%．99%；能实现功率平衡，其平衡精度为士2%，反应时间为50 - 100ms;�；すδ芷肴�。缺点是：调速系统与减速器合为一体，体积大，安装不方便；控制系统复杂，维护量较大；在高速轴上配置逆止器和制动器较困难；价格昂贵，备品备件要进口。
3.3调速型液力偶合器
调速型液力偶合器的工作原理是：偶合器工作腔内充入一定量的工作液，泵轮从电动机上获得机械能，并转化为液能，推动涡轮旋转，涡轮把液能转化为机械能，通过轴输出，带动工作机工作，周而复始，实现了从原动机到工作机之间的能量传递。调速型液力偶合器是通过改变渡力偶合器内工作腔中工作液的充油量，在电动机转速不变的情况下，实现对工作机的无级调速与软起动。当单机功率N≤250 kW时，采用自然冷却。偶合器配备电动执行器和电动操作器，与负载变化的讯号联接，亦可按用户要求配自动测速装置，可以实现调速�？鼗蜃远刂啤Ｆ溆诺闶牵浩鸲奔淇伤娲绞渌突鞑问我獾鹘�，使输送机按照S型起动速度曲线平稳起动，并能实现满载起动；确保输送机起动加速度值在0.1、0.3 m/s2范围内，使输送带起动张力控制在允许范围内；能使鼠笼式电动机空载起动，又能利用其尖峰力矩作起动力矩，提高其起动能力，缩短了电动机起动时间，而使输送机滞后于电机缓慢起动；用于多机驱动时，能实现多机功率平衡，其平衡精度为±5%；隔离扭矩，减缓冲击，防止动力过载，�；さ缁笆渌突饕考换嵋蚬囟鸹担灰子谑迪侄允渌突囊？睾妥远刂�，操作简便；提高输送机的使用寿命，减少噪音，改善了劳动环境；投资少，运营费用低；结构简单可靠，无机械磨损，能在恶劣的环境条件下工作，无需特殊�；�，使用寿命长；输送机短时停车时，可以不停电；能实现多机顺序起动，减少对外界电网的冲击；操作维护简单，备品备件容易获得。缺点是：软起动性能较液牯性稍差些；有滑差，效率损失2%左右；体积较大。
3.4变频调速装置
变频凋速装置主要由功率器件-ICBT绝缘栅极可控晶体管、控制器与电抗器组成。其工作原理是：通过控制器来调节功率器件中的绝缘栅极，使进入功率器件的交流电源的频率发生变化。根据公式n= 60f/p（n为电动机转速、，为交流电源频率、p为电动机极对数），电动机转速L交流电源频率成正比。当交流电源的频率由小到大变化时，电动机转速也随之由小到大变化。只要控制频率变化范围和时间，就可使输送机按照设定的速度曲线平稳起动，实现软起动。该装置的优点是：起动时调速精度高；可以变速运行；调速范围大。缺点是：电动机不能空载起动；防爆产品依赖进口，价格昂贵；控制复杂，使用维护要求高，对环境温度及清洁度要求高；备品备件要进口，事故处理也依赖外国公司；虽然电抗器可以减少对外界电源的污染，但频率改变，还是对电源有一定程度的污染；在井下使用时，功率器件的发热问题较难解决。
目前变频调速装置在煤矿井下极少使用。
3.5电软起动
电软起动控制器以反并联的晶闸管组为开关，以软起动交流调压方式限制电动机的起动电流，使电动机拖动带式输送机平稳地过渡到额定转速，完成软起动，其优点为：体积小，机头峒室可以小些；价格比调速型偶合器略低。缺点是：调压调速用于恒转矩负载时，差动功率损耗大，效率低；考虑谐波影响，选用电机时要加大容量，一般应增加20% - 40%；起动瞬间，会先有一个很短时的全压起动，待输送带运动后，再实现软起动，但此时已造成对输送机的瞬时冲击；必须与限矩型偶合器配套使用；由于降压起动，低转速时，电动机输出转矩不大，满载时起动困难；不能使电动机空载起动。
其余几种软起动形式不常用，不再赘述。常用软起动装置的价格和性能比较见表1、表2。
4、结论
通过上述分析比较可知，国产软起动装置完全能满足带式输送机软起动的要求。由于调速型液力偶合器比电软起动具有更优良的性能，所以目前国内带式输送机软起动装置90%以上是采用调速型液力偶台器，不仅技术可行，而且经济合理，操作维护简单。调速精度太高的软起动（如BOSS、CST等）对带式输送机来说，技术上没有必要，经济上也是一种浪费。只有经常需要变速运行的设备（如潜水艇、军舰等），才适于采用液粘调速装置，能最大限度地发挥它们的优势。
国外带式输送机的软起动大多也是采用液力调速装置。即使在美国，也极少在带式输送机E使用差动轮系液粘调速装置。1997年11月我院与西山矿务局联合组团赴澳大利亚技术考察，所考察的6个煤矿的8条大型带式输送机的软起动，全部是采用液力调速装置。澳大利亚PROK公司为马来西亚设计的6.5 km带式输送机、SEDGMAN公司为印度尼西亚设计的37 km超特大型带式输送机软起动也是采用液力调速装置。
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