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CST软启动在带式输送机上的应用
发布时间：2013-05-17 08:23 来源：未知
1、CST简介
1.1 CST定义
CST即Controlled Start Transmission.
假如给CST下一个定义，则CST是带有电液反馈控制及齿轮减速器，在低速轴端装有线性、湿性离合器的机电一体化的高技术驱动系统。
1.2 CST的控制原理
电流反馈系统决定了驱动力是可控的，驱动力是为了跟踪用户所设定的启动、停车曲线。而液力耦合器不能提供可控的启动曲线，更无法提供可控的停车曲线。
图1是两台CST的控制原理图，CSTi为主驱动，CSTz为从驱动，控制信号包括有：速度PID（比例+积分+微分）回路为主PID回路，压力PID回路及功率PID回路。后者是用作多台CST间的功率平衡。
1.3 CST的特点
CST和所有驱动器都不一样，是非常特别的产品。其独特的力矩控制器是装在低速轴处而不是高速轴处，在CST的离合片之间的流动是层流而不是紊流。紊流带来不稳定，带来非线性。①层流流动的湿式离合器，充分的润滑从而使离合片无磨损；②层流流动，从而粘滞力和离合片间距离之间的关系为线性，可以进行精确控制；③离开负载最近+从而动态响应快，对负载可进行精确控制；④把减速器和负载隔开，从而使减速机的工作条件良好，提高了减速器的寿命。
1.4 CST系统的结构
CST软启动装置主要由启动装置、数字执行装置、工作油泵、润滑油泵、油箱、压力开关、油温传感器、润滑油冷却器等组成。启动装置由主动部分、被动部分、加压分离部分等组成。加压分离部分包括油缸、活塞、弹簧等。加压活塞在高压弹簧作用下，通过油压的调节来控制油膜的厚度，使主动与被动之间产生不同滑差。万一控制部分出现故障时，该装置在高压弹簧作用下，仍能保证输出轴与输人轴同步运行。
2、CST的工作原理
可根据实际需要，通过控制器设置所需要的加速度曲线和启动时间。在收到启动信号后，电机空载启动，达到额定速度后，液压系统开始增加离合器反应盘系统的压力。当反应盘相互作用时，其输出力矩将与液压系统的压力成正比。设在输出轴上的速度传感器，检测出转速并反馈给控制系统，该速度信号将与控制系统设定的加速度曲线比较，其差值将用于高速反应盘压力，从而确保靛的加速率斜率。
在启动过程中，离合器滑差所产生的热量将由流经反应盘的冷却液带走并经热交换系统散热。冷却液、减速器润滑液以及液压控制系统的液压油采用相同的油。
反应盘系统为一线性湿式离合器，传递到输出轴的力矩完全由压力控制阀的压力控制。在加速过程中冷却油通过反应盘上的沟槽将热量带到热交换器散热。控制系统实时检测输出轴转速并随时调整液压系统压力以保证跟踪所要求的加速度斜率。
与液力耦合器不同，在稳定运行阶段，CST的反应盘像液压制动器一样完全锁住，此时，不产生滑差，没有效率损失。
3、使用CST软启动可以解决带式输送机潜在的动力学问题
(1)胶带是弹性体，应力传播速度约1 km/s，对于1=1 500 m的胶带机，应力波约1.5 s后到达机尾，紧边应力与松边应力重叠而引起激振，如果激振频率与胶带机固有频率重合，将引起设备共振，并造成破坏。
(2) 突然停车会对胶带机系统造成严重损害。
(3)最严重的动力学问题（动应力波造成的振动）发生在突然断电时，CST通过三个途径来解决这个问题：①在CST输入轴安装飞轮，使得电机在断电后的一段时间内，依靠惯性，对胶带机提供动力；②在液压系统通向高压控制腔的管道中增加闭锁阀，一旦断电，闭锁阀从开路变为单向阀，高压腔内油压能保持一段时间；③对电控系统提供不间断电源，使得反馈信号继续存在，控制继续存在。
CST是唯一的驱动系统，能保证在紧急停车时及突然断电时，提供可控停车。
4、 CST的优点
(1)采用CST可大幅度降低胶带的张力。在CST启动曲线中，延迟段速度为10%v（额定速度），在延迟段内，下垂胶带被张紧，在延迟段结束后，按最小加速度或最小冲击的方式完成胶带机的启动过程，从而最大程度地降低了胶带机的启动张力。
通过计算，与采用耦合器比较，采用CST胶带的基本张力可降低30%。
(2)与耦合器相比，采用CST后，传动效率提高13%。
(3) 采用CST后，胶带的安全系数可降低1.9，但安全度不变。胶带运行安全系数的确定，取决于以下因素：①接头强度；②橡胶的附加伸长和性能降低；③动态载荷。
5、效益分析
以漳村矿主2#胶带机为例。
5.1节省电能
主2#胶带机安装功率3x 20 kW，日运行20 h．电费按0.55元计算，年节约电费（按10个月计算）：
20×30×10×600×0.55×0.13= 257 400元。
5.2节约材料
主2#胶带机安装长度为1500m，共有8道卡口，未采用CST以前卡口更换周期为1个月，采用CST后，卡口更换周期为4个月，年节约费用为二 (12-3) x8×418 -30096元(480元／盒)。
节约胶带：未采用CST以前胶带的更换周期为1a，采用CST后胶带更换周期为2a，年节约胶带：
1 500×390= 585 000元(胶带390元/m)。
5.3降低了事故率，提高了产量
采用CST后由于该胶带机运行可靠，事故少，影响生产的时间与其他胶带机相比年减少50～70 h，年多生产原煤20 000 t左右，年增产值200余万元。
