刮板输送机三种启动控制方式分析

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闫晓杰：刮板输送机三种启动控制方式分析刮板输送机三种启动控制方式分析闫晓杰(西山煤电多种经营管理局，山西 太原 030053)摘 要：通过分析双速驱动、调速型液力耦合器和变频驱动三种刮板输送机的启动控制方式。得出三种启动方式的优缺点，双速驱动、调速型液力耦合器一般应用于小功率的刮板输送机，能实现运行时的软启动。对电动机的正常运行起到 了一定的保护作用；变频驱动一般应用于大功率重型刮板输送机，能对系统起到很好的保护作用，大大降低启动过程中大电流对电网的影响，启动时消除异物卡链的能力很强，而且在工作过程中还可以节能降耗。这对在实际应用中选择哪种启动方式提供了一定的参考。

关键词：刮板输送机；软启动；液力耦合器；变频驱动中图分类号：TH228 文献标识码：A 文章编号：1000—8136(2013)18—0017—02刮板输送机被广泛应用于煤矿井下及其他工作条件恶劣、运输负荷变化较大的场所。由于原煤生产较为集中，煤矿井下输送机的负载极不均匀，频繁启动和过载启动成为刮板输送机的主要特点，负载在空载、满载、超载甚至严重超载之间不断变化且持续时间无任何规则。因此，输送机的启动技术就显得非常重要。目前，应用于刮板输送机上的启动技术主要分为双速驱动、调速型液力耦合器和变频驱动三种。

1 双速驱动方式分析1．1 双速驱动的特点双速驱动现已成熟应用于煤矿刮板机上面，它可以减小启动电流及线路压降，提高启动转矩、运行功率因素和效率。

1．2 双速驱动存在的问题双速驱动虽然较成功地解决了刮板输送机的启动问题，但在运行过程中仍存在一些问题：①启动过程中，由低速转为高速时如何顺利达到全速的问题。②双速双驱动负载不平衡的问题。控制开关根据时间原则、电流原则或电流加时间原则设置了低速转泥净浆固结收缩时降低土钉的锚固力，掺入水泥用量3％的氧化钙类膨胀剂。

3．6 编钢筋网、焊接锚杆头钢筋网为 (1)6###300mmx 300mm，加强筋为 4 16mm，长度400 mm。加强筋与土钉钢筋进行焊接。

3_7 表层混凝土按设计要求抹到所需厚度。混凝土终凝20 h后，应喷水养护，养护时间大于 3 d。

3．8 土钉墙施工3 d后再进行相邻土体或下一层体的开挖，并进行下一段土钉墙的施工。根据土质情况可适当缩短时间。

3．9 位移监测本基坑周边顶共布置 4个位移观测桩(混凝土桩)，进行边坡土体顶部的水平位移和垂直位移的监测，监测点布置于路肩及线间，两端路肩各布置 1点 ，线间各布置 1点。在施工期间，要求每天观察一次，若发现异常情况如地面突然开裂、裂缝持续增大或位移日增量超过3 mm等，则加密观察。

4 结束语在胶济铁路客运专线既有线下穿桥涵基坑开挖施工 ，采用土钉墙支护基坑边坡的施工技术，具有对既有路基等邻近建筑物影响较小 ，施工机具简单，施工灵活 ，且消耗的工程材料较少，经济效益、社会效益显著等优点，适用于基坑深 12 m以内，除软土以外的多种土层支护。采用此施工技术，能保证工程进度和工程安全质量，为今后类似工程的施工积累了宝贵的施工经验。

参考文献：【1]Lr-．f-荣，朱国梁．简明施工计算手册 ．北京：中国建筑工业 出版社 ．2005.

作者简介 ：刘兴业，男，1974年 10月出生，山西朔州人 ，1999年 7月毕业于北方交通大学铁道工程专业，工程师。

(编辑：吉彦杰)Soil Nailing W all Supporting Technology ResearchLiu XingyeAbstract：Both operating railway line wear bridge cast-in-place construction，after reinforcement lines because of excavation slope is limited，inorder to ensure the safety of operating line driving support after excavation slope should be taken to reinforce，guarantee the stability of foundmionpit．，are verifed through the construction practice of steep slope rate of soil geology，soil nailing wall supporting idea1．Main advantages to have lessimpact on both the roadbed and other neighboring buildings，construction machines and tools is simple，flexible construction，and the engineeringmaterial consumption is less，remarkable economic benefits，social ben ts，is suitab le for deep foundation pit within 12 m，except for the soft soil ofa variety of soil bolting．According to the actual construction environment，through scheme comparison，mainly from the aspects of technical and e—eonomic comparison，proposes the concrete construction scheme，for the next similar project construction has accumulated valuable experience.

Key words：soil nailing wal；foundation pit supposing；existing lines in construction；train operation safety一 17—科学之友 Friend of Science Amateurs 201 3年09月高速的切换功能，三种切换原则各有优缺点，但基本都能满足控制要求。诸多方面的因素可能导致双速双驱动的负载不平衡问题：①此系统为刚性连接系统。②由于生产过程中产生的误差引起了电动机、减速器之间连接匹配的误差。③长距离的工作面使机头尾电缆间产生一定的电压不均衡现象。④头尾链轮磨损不均衡也会导致负载在传送过程中的不平衡问题。⑤即井下输送面高低不平、煤块大小、煤质软硬也是造成不均衡的原因ll。

2 调速型液力耦合器分析2．1 调速型液力耦合器的工作原理及类型耦合器的主要工作部件为泵轮和涡轮，其中泵轮与电动机联接，涡轮与减速器输入轴联接，泵轮与涡轮之间充满工作介质水。工作时，电动机带动泵轮旋转进而带动工作介质的旋转，最终驱动涡轮的旋转，将动能传递给减速器，这就是调速型液力耦合器的工作原理日。现用于煤矿井下的耦合器为阀控调速型液力耦合器，其工作过程与普通液力耦合器相似，但其在工作过程中水介质充满工作腔和排出工作腔的工序是通过电磁先导阀控制的，这样就可以任意控制工作介质在工作腔中的充满程度，进而达到在启动过程中与控制系统的配合，最终实现电动机及整个系统的平稳启动。

2．2 调速型液力耦合器的优缺点2．2．1 优 点能很好地保护链条及链轮；电机接近零负载启动，在刮板输送机启动过程中处于工况状态 ，电流小 ，对电机及电网能起到良好的保护作用。

2．2．2 缺 点存在的主要缺点有：①由于是通过水介质传递动力，传动效率低，大功率重型刮板机因此损失的功率较为严重。②启动及停机过程中完全通过工作腔中工作介质充满量来控制 ，而实际过程中这个量很难控制，进而使得启动中的软保护不够稳定。③耦合器联接于电动机与减速器之问，一旦发生故障，将影响整台刮板机的启动，因此，耦合器的可靠性也是影响其使用性能的因素之。 一
O3 变频驱动方式分析3．1 变频驱动的特点及应用情况变频驱动对于大功率刮板输送机而言 ，既可以节能降耗又能实现软启动，而且操作简单。大功率刮板运输机变频驱动在国外已被成熟应用 ，目前国内神东正在进行这方面的尝试。德国Breuer公司从 20世纪 90年代已开始将交流变频技术应用于矿井刮板运输机驱动当中，到2003年工作面刮板运输机变频驱动技术已基本成熟。目前其变频电机功率种类有 400 kW、500 kW、700 kW、1 000 kW，最大可达 1 200 kW，德国、英国、斯洛文尼等国都有应用[31。

3．2 变频驱动的优缺点3．2．1 优 点变频驱动的主要优点分别是：①从零可以建立启动力矩以保护链条和链轮。②电动机接近零负载启动，电动机在刮板机启动过程中处于工况状态，电流小，对电机及电网保护良好。③对系统实现软连接，可以保护电机及系统。④有很好的低电压启动能力。⑤运行过程中遇到大电压降时能起到很好的保护作用。⑥驱动装置比其他相同功率的装置体积小，更适应井下空间狭窄的特点。⑦刮板机在负载过大时可能产生压死现象，压死时可长时间地扭矩启动。⑧工作过程中功率因数很高，可达到 1，无功损耗减少9％左右。⑨多机负载平衡能力相对较高。⑩启动时消除异物卡链的能力较强。

3．2．2 缺点变频驱动主要存在以下几方面不足：①供电电压低，目前变频一体机最大电压为 1 140 V。②变频电机需要2根电缆供电。

对于普通的 313 kV电压、l 000 kW交流电机需 l根95 mm 的电缆供电，而同功率变频电机需2根 150mm。的电缆供电。③对供电质量要求高。④生产过程中如果出现变频器方面的故障，维修维护时对矿井工人的技术水平要求高，维修成本高。⑤供电系统复杂、设备多，需要新开发组合开关。⑥第一次购买变频器时，购买成本较高。

4 结束语通过比较分析 ，双速驱动能实现低速启动高速运转的要求 ，但其启动力矩大于主机的启动力矩，因此启动惯量与冲击很大，不能有效地保护电机及系统。液力耦合器具有过载保护的功能，可以很好地保护电机及系统 ，在启动过程中电流小，对电网保护好 ，并能很好地保护链条及链轮，而且新的离心阀控液力耦合器能充分利用电机的峰值扭矩。变频驱动在节能降耗方面有很大的优势，而且国外的变频技术已经成熟应用于刮板输送机 ，但国内的变频技术还有待提高，希望今后能够在开发和应用大功率变频驱动技术方面取得突出成绩。

参考文献：『11王文博，何惠明，等．双速电机双机驱动负载的不平衡问题uJ_煤矿机电，1994(3)：2-5.

『21魏建军．福伊特双腔调速耦合器在重型刮板机上的应用D1.

江西煤炭科技 ，2010(4)：76-78.

『31牛旭原．综采刮板运输机大功率变频驱动 系统及与 CST、TTT系统的性能比较『l1_内蒙古煤炭经济，2009(2)：74—75.

作者简介：闫晓杰，男，1984年 2月出生，山西榆次人，2008年毕业于中北大学，助理工程师。 (编辑：郝丽霞)Analysis of Scraper Conveyor Three Starting Control M odeYan XiaojieAbstract：Start control driven，through the analysis of double speed hydraulic coupler and a variable frequency drive three scraper conveyor，theadvantages and disadvantages of three kinds of startup mode，scraper conveyor drive，double speed governor hydraulic coupler is usually used inthe smal power，can realize soft startup operation time，the normal operation of the motor．Play a certain protective efect；variable frequency drivegeneraHy applied to large power heavy scraper conveyor，can very good protection efect for the system，greatly reduce the efects of large startingcurrent of power grid，startup ability to eliminate foreign card chain is very strong~but also in the work process can also be energy saving．This pro-vides some reference to the choice of which started in practical application.

Key words：scraper conveyor；soft start；hydraulic coupler；variable frequency drive一 18—