带式输送机驱动方式比较.doc

带式输送机驱动方式比较摘要本文的目的是描述最常见的机用输送皮带起动时的扭矩/转速特性。皮带传动的要求皮带被认为是一个恒转矩装置。换句话说，所需驱动力矩大约是随着速度的变化在不断变化(见图1 )。其他应用，如泵驱动，有可变扭矩要求(见图2 )。但是,增加的速度所输送的额外的扭矩必须加上之前要求的速度获得。牛顿第二运动定律规定了这种关系。最简单的例子是一个恒定加速度力矩(见图3 )。现实的加速度转矩很少有常数。不过，输送设备制造协会手册(CEMA)在静态计算模型草案中使用这一假设。当使用静态模型的平均加速度转矩估计整个加速时间,并假定为线性时。动态模型已超出了本文件的范围，在加速(或减速)阶段，允许加速度扭矩值大小不一。应当指出,由于恒载荷、大扭矩加速会获得更快的加速时间，同时也使皮带的张紧度峰值更高。反过来说，一个较小的加速度转矩会获得一个较长的启动时间和较小的皮带张紧度峰值。交流电机直接全压起动在技术上，这是带式输送机采用的最简单的一种启动方式了。这种交流驱动鼠笼式的异步电动机是由简单的开关接通电流来启动电机。假定额定电压不变, 输出转矩纯粹是电机自身所设计好的。NEMA美国提供的设计标准确定输出扭矩特性,最常用的三相电机输出转矩大约有250马力( 图4 )。功率大于250马力时，厂商会普遍使用NEMA美国设计规范以一个相对的方式(即NEMA C电机比NEMA B电机有更大锁定转子转矩)。交流电机最关键的特征转速/转矩曲线已被命名和定义。这些常见的名字见图5。确定平均加速度转矩的最严格的方法,静态计算,是打破曲线成为几个垂直剖面,然后算出曲线下的面积,并最终按各部分数字划分各部分。更常见的方式是用以下简易公式:这些静态计算近似方法可用于大多数带式输送机，但它会使设计师忙活一整天，尤其是长的/或陡峭/或高速传送时。一个项目需要测试的是极限扭矩。因为驱动提供足够的平均转矩加速负荷并不意味着它会提供足够的扭矩突破它为零的速度,并使它移动。CEMA定义的极限转矩是克服总摩擦力矩所需扭矩的两倍来提高垂直负荷。锁定转子扭矩(BDT)的需要远远大于背叛转矩！ 一个好的静态计划应使用这项检查。除了检查结果，平均转矩使输送皮带设计者需要确定作用力矩。NEMA C电机的不寻常的峰转矩(BDT)会大于满载转矩(FLT)的2.5倍。一般来说，皮带和滚筒厂家允许的瞬间超载为满载运行负荷的1.5倍。直接全压启动容易产生皮带张紧超过这一上限。如果他们之前被确定，这些高于正常情况的负荷可设计成输送力。只考虑平均起动转矩可以使输送带设计师获得足够的张紧余量。直接全压起动会产生间歇性滑动，这种情况对输送带来说并非罕见。这一般发生在峰转矩(BDT) 产生的驱动和张紧大小处于平均扭矩两边，而不是峰值转矩。结果可能是毁灭性的。当驱动滚筒在这种情况下滑动时, 滚筒在T1和T2方向的张紧力(高和低)试图平衡。这可使低张力屈服或张紧滚筒，只是背后的滚筒被张紧接近于T1张紧力。这些滚筒很少，如果真的是这个负荷状态，其结果是低张力滑轮出故障。这种状况很容易显示和动态分析。关于直接全压起动另一个常见的问题是起动时造成电压下降。如果配电系统的刚性不足以应付全线启动产生的庞大的浪涌电流，马达的输出力矩会减少，输送带将不能启动。正是基于这样的事实,即交流鼠笼式异步电动机输出的转矩会减小由于压降损失的转矩。换言之，电压下降10% ，就等同于转矩减少19%。降电启动交流鼠笼式异步电动机采用降压起动的基本原因有两个：1. 为了降低电机直接全压启动时产生的浪涌电流。图6显示了一个典型的电 流/速度图，在满负荷扭矩时浪涌电流为是正常时的6倍或以上。如上所述的高浪涌电流会使配电系统的电压有较大幅度的降落。使用有处理高浪涌电流功能的配电设备时，运行成本会变得非常高。2. 减少峰值转矩电动机起动转矩，随后增加加速时间。为了减少传输峰值扭矩的部件,可以设计低负荷的张紧力。这主要包括滚筒、皮带轮和外部支撑结构。这样可以节省大量费用。两类常用的降压起动器的限流和恒转矩装置 以上图列 (图7至图8) ,描绘同一马达/输送机在直接全压启动时的特性, 最小电流和恒转矩启动。经研究此图显示，更好地利用较小的转矩启动是为了保护配电系统脱离高的浪涌电流。恒转矩启动可减