一、前言
带式输送机正向高速度、大运量、大功率、长运距方向发展，由于速度快，且在重载和超载条件下工作，起动电流过大，对电网的冲击增大，压降增加，造成起动困难；且电机直接起动，输送机起动加速度过大，使输送带松边拉紧装置反应速度滞后，输送带的垂度加大，造成功率传递不平衡，起动不平稳。软起动技术是改善起动条件的主要手段。软起动技术是在一定的起动时间内，控制起动加速度，确保带式输送机按所要求的加速度曲线平稳起动，达到额定的运行速度，同时使电机的起动电流和输送带的起动张力控制在允许范围内。
二、目前采用的软起动方式
1 ．机械软起动液力偶和器、液体粘性软起动等。
2 ．机电软起动可变速直流起动、绕线转子电机驱动、 CST 等。
3 ．电控软起动可控硅软起动、变频器、 PSI 系列固态降压软起动等。
三、主要软起动方式
1 ．调速型液力偶合器软起动
（ 1 ）调速型偶合器的工作原理
调速型液力偶合器是通过工作液传递能量的，泵轮通过输人轴与电机相连，蜗轮通过输出轴与减速器相连。工作时，在偶合器工作腔中充满工作液，当输人轴带动泵轮旋转时，进人工作腔的工作液在叶片的带动下，由于离心力的作用沿泵轮的内侧流向外缘，形成高压高速环流冲击蜗轮，使蜗轮随泵轮同向转动。工作液在蜗轮中由外缘流向内侧的过程中减压减速，转换成机械能，通过输出轴输出，带动减速器工作。周而复始，实现从电机到减速器的能量传递。
（ 2 ）调速型偶合器的软起动原理
带式输送机的起动角加速度
ε =I(M 一 M e )/J
式中 I —充油量；
M —偶合器的输人力矩；
M e —输送机的总阻力矩；
J —输送机的总转动惯量。
由调速型偶合器的外特征曲线（见图 1 ）及带式输送机的起动角加速度公式可以看出，通过调节偶合器工作腔的充液量的大小可调节偶合器的输出力矩。对特定的带式输送机而言，其负载一定， J 和 M e 均为定值，通过控制 I 而改变 M ，从而调节 ε 。工作腔内充液量的大小是通过改变导杆在工作腔内的位置来实现。带式输送机起动前，将导杆调到工作腔的最外侧，保证输送机空载起动，降低了起动电流的持续时间，减少了对电网的冲击，空载起动后，通过电控装置控制偶合器的伺服机构，调节导杆在偶合器工作腔内的位置，改变充油量 I ，改变输出力矩 M ，不断调整起动角加速度。，即改变调速型偶合器的外特征曲线（见图 1 ），使电机和调速型偶合器的共同作用特性曲线变软，逐渐增加电机的载荷，自动调节电机的负荷分配，使之趋于平衡，最后将工作腔充满，负载达到额定速度运行，达到带式输送机的负载软起动要求。
图 1 各种充油，下调速型液力偶合器的外特性曲线
2 ．液体粘性软起动系统
（ 1 ）液体粘性软起动系统的结构
液体粘性软起动系统是利用液体的粘性即油膜剪切力来传递扭矩的，其结构如图 2 所示，其结构主体由主、从动轴，主、从动摩擦片，控制油缸、弹簧、壳体及密封件等组成。当主动轴带动主动摩擦片旋转时，通过摩擦片之间的粘性流体形成油膜带动从动摩擦片旋转，当改变控制油缸中的油压大小来调节主、从动摩擦片之间的油膜厚度，可以改变从动摩擦片输出的转速和扭矩的大小，从而实现带式输送机各项驱动要求和可控软起动功能。
图 2 液体粘性软起动系统机械结构圈
l ．输人轴 2 ．壳体 3 ．控制油缸动摩擦片 4 ．弹簧 5 ．主动摩擦片 6 ．从动摩擦片 7 ．输出轴
（ 2 ）液体粘性软起动系统转矩方程
液体粘性软起动系统的转矩方程
由式（ 1 ）可知，对于一定结构的液体粘性软起动系统，其输出力矩与主、从摩擦片的角速度差△ ω 成正比，与油膜厚度 h 成反比，因此，通过调节油膜厚度可以方便地调节出合理的输出力矩和角加速度。
3 ．可控起动传愉（ CST ）软起动系统
（ 1 ） CST 组成
CST 是一个带有电一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。
CST 由机械传动系统、电一液控制系统、风冷却交换器、油泵组件及冷却控制器系统组成。如图 3 所示。
图 3 CST 系统的组成
1 ．机械传动系统 2 ．电一液控制系统 3 ．风冷交换器 4 ．油泵系统 5 ．冷却系统
（ 2 ） CST 软启动的控制原理
电一液控制系统是 CST 系统的的“大脑”，它对整个硬件系统提供完整的控制。主要包括电控器、液压控制器、数字测速器等；通过固态数字逻辑电路提供准确的加速度控制，整个工作过程通过计算机工作站编程控制及屏幕显示。采用 CST 软启动系统，用户可根据实际需要，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系统的压力。当反应盘相互作用时，其输出扭矩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，该速度信号与控制系统设置的加速度曲线比较，其差值将用于调整反应盘的压力，从而确保稳定的加速度曲线的斜率。
4 ．可控硅软起动系统
可控硅软起动系统是通过控制可控硅的相位角来实现对起动电压的控制，从而实现降压起动。可控硅软起动系统的电压控制范围更广，一般在（ 20% ～ 100% ） U e 之间，使起动电流由原来的高出正常运行的 6 ～ 10 倍降到 2 ～ 3 倍，因此，其起动性能优越于传统意义上的降压起动。可控硅主回路是采用 3 对反并联、利用全数字技术来实现对电机起动电压、电流的控制，从而实现带式输送机的软起动。
四、结语
通过上面的介绍可知，采用调速型液力偶合器和液体粘性软起动系统实现带式输送机的软起动，可实现输送机的功率平衡及低速沿带，在普通用户中使用比较广泛，但因其体积较大及一定的功率损失的缺点在井下使用受到一定的限制； CST 软起动系统是专为煤矿高带速、大运量、长运距的带式输送机而设计的，它集机械、电气、液压、微电子于一体，是煤矿用户的理想选择，但前期的巨大投人让许多用户无法承受。可控硅软起动系统是今后软起动发展的方向，随着科学技术的发展，其性能将更加稳定，是传统软起动的替代产品。
