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3.3 kV供电刮板输送机软起动技术分析
发布时间：2013-05-18 08:36 来源：未知
0、引言
目前，大型现代化煤矿井下综采工作面刮板输送机一般采用3.3 kV电压等级供电。国内外采用的启动方式主要有单速电机+磁力启动器+阀控调速型液力偶合器（简称TTT），单速电机+磁力启动器+可控传动系统（简称CST），矿用隔爆兼本质安全型交流双速真空软启动器。这种软启动器既具有软起动功能，又具有双速磁力启动器的所有功能，不仅能够满足3.3 kV供电的刮板输送机启动控制要求，而且还具有使用简单可靠、配套性强、操作灵活、维护量小的传动特点。本文就3.3 kV供电刮板输送机软起动技术作简要分析。
1、矿用刮板输送机对软起动的技术要求
1.1消除起动过程中的机械冲击电网冲击
刮板输送机为锚链传动系统，弹性较小；停车时，传动系统的各处都存在着大小不等的间隙，起动时如果在传动系统尚未张紧之前就施加大转矩起动，就会产生严重的机械冲击，引发断链、打齿、滚键、加剧摩擦等一系列机械故障，影响正常生产。3.3 kV供电的刮板输送机装机功率一般在1050~4 500 kW之间，单电机功率在525～1 500 kW，在直接起动电动机时，不论负载大小都会产生6~8倍额定电流的大电流冲击过程，对电网产生强大的电网冲击，影响电网的稳定运行，特别是在频繁起动时极易烧毁电气元件，影响正常生产。消除刮板输送机起动过程中的机械冲击和电网冲击是矿用软起动器必须要解决的问题，也是最基本的要求。
1.2解决满载难起动问题
综采工作面刮板输送机因受运输系统、地质条件、其它设备等因素的影响，存在停机的随机性，而且随时都有满载起动的情况，适应频繁起动、解决难起动问题是对软起动器的一个重要要求。3.3 kV电压等级的矿用电动机一般为双鼠笼特制电机，其起动力矩一般为额定转矩的1.8~2.2倍，充分利用矿用电动机的起动能力，在刮板输送机满载情况下克服静摩擦阻力向动摩擦的转变实现顺利起动是解决刮板输送机满载难起动的重要技术手段。
1.3 系统应简单运行稳定易维护
刮板输送机的传动系统都处于工作面机头、机尾的三角区，其矿压显现明显，是碎煤、碎矸的集中涌集区，支架下方的空间非常有限，各种辅件易损坏，所以要求传动部电动机传动轴方向尽可能短；机头、机尾传动系统应简单，以减少不必要的故障点；运行要稳定可靠，最少具有可靠采出一个工作面的无故障寿命；即使产生故障也要极易维护。综采放顶煤后部运输机对软起动器的要求会更为突出。
2、各类软起动器的使用现状分析
2.1 TTT工作原理使用维护情况
工作原理：阀控双腔调速型液力偶合器由液力偶合器、水系统、冷却系统、电控系统、水软化与水过滤系统等组成。电动机带动偶合器内的泵轮转动，从而带动内腔的水旋转，旋转的水推动透平轮转动，从而输出转速与转矩。实现软起动，属于液力传动软起动器。
使用、维护情况：液力偶合器的主要故障来源于因发热的水在系统中产生水垢，影响各液压件的正常工作，需要定期进行处理，一般矿方不能维护，需由专业厂商维修。由于系统过度复杂，运行中受水质影响故障较多，可靠性偏低，井下维护困难较大，特别不适合综采放顶煤后部刮板机和地质条件较差的前部刮板机使用。
2.2 CST工作原理使用维护情况
工作原理：CST由减速箱、液压系统、冷却系统、电控系统、液粘传动系统等组成。内装一套行星差速传动系统，由摩擦片控制内齿圈的转动，摩擦片间通过油膜传递扭矩。当动、静摩擦片分离时，内齿圈处于自由状态，减速器无输出转速；当动、静摩擦片压紧时，内齿圈处于固定状态，减速器按定比传动输出转速；控制动、静摩擦片之间的压力，使摩擦片间滑动，则可实现调速，从而实现软起动，属于液粘传动软起动器。
维护情况：系统可靠性高，故障少，是进口设备的特点，但运行费用较高（每半年需更换一次进口液力传动油，约3元，每一年应更换一次进口摩擦片，约8元）；系统复杂，管理维护相当困难，特别不适合于综采放顶煤后部输送机的使用。
2.3可控硅软起动的工作原理及使用维护
工作原理：QJR-350/3. 3S矿用隔爆兼本质安全型交流双速真空软起动器，由3.3 kV的可控硅调速系统与双速开关组成。根据负载电流、电压双反馈，通过单片机控制可控硅的导通角，根据工况需求，控制输入电动机的电流与电压，实现对电动机输出转矩的控制，从而实现电动机的软起动。
使用维护情况：系统全部由电气元件组成，电动机与减速器之间采用联轴节连接即可，软起动器放置于设备列车上，无任何外围辅助系统，具有软起动器与双速开关的一切功能，具有多种软起动方式和多种控制方式，关键元器件采用进口元器件，模块化设计布置。近年来在井下的批量使用表明，软起动器占用空间小，性能稳定可靠，使用维护方便，可满足3.3 kV供电的刮板输送机的起动、控制要求。
3、结论
(1)阀控液力调速偶合器(TTT)，属于液力传动的调速设备，电机可空载起动，可以有效地消除机械冲击，降低电网冲击。配有独立的液力泵站、冷却、电控、水软化、水净化等辅助系统，进口价格昂贵，系统太复杂，使用维护困难。
(2)传动系统(CST)，属于液粘传动的软起动器，电动机可以空载起动，可以有效地消除机械冲击，降低电网冲击。配有独立的液压、冷却、电控等辅助系统，进口价格昂贵，系统复杂，使用维护困难。可适应于3.3 kV刮板输送机起动使用。
(3)可控硅双速软起动器，属于电气传动软起动器，电机带载起动，可以有效地消除机械冲击和电网冲击，在难起动时，可达到90%的堵转转矩，起动能力强。占用空间小，系统简单，使用维护方便，可靠性和适应性很高，不受地质条件与配套条件的限制。可适应于各种3.3 kV供电的刮板输送机的调速起动与控制。
(4)煤矿机械的调速经历了由机械、液压调速，发展到液力、液粘调速，最后发展为电气传动调速，这是煤矿追求性能稳定、运行可靠、使用维护方便的目标而确立的技术发展方向。
