刮板输送机是综合机械化采煤的主要运输设备，是实现采煤机械化的重要保证。由于刮板输送机自身结构和工作环境与条件的原因，刮板输送机具有较大的启动动负荷，动负荷的产生主要原因如下：

(1)自身结构原因。由于刮板输送机是采用链传动，链轮与链条啮合过程中，链条产生变化的速度，即多边形效应，因而会在链条中产生动应力，其值取决于链速、链节距、链轮半径、齿数等;如果存在制造、设计、安装误差，通常为链节距误差、链轮直径、齿形误差等，这种动载荷会大大降低链条的寿命，加剧链轮的磨损。

(2)工作环境原因。由于刮板输送机是和采煤机与液压支架配套使用的，采煤机在刮板输送机上行走，支架推动刮板中部槽移动，工作中会出现工作面煤片帮、刮板链被卡死、输送机上煤量过大、满载启动等情况，这就会产生很大的动负荷，除此之外，采煤机行走、震动、支架推移使输送机曲线运行等也会产生动负荷。

刮板输送机在输送过程中，常因加料过多或大型煤块的阻塞而造成的突然过载以及启动时因输送线上堆存煤层过厚，形成较大的启动过载而损坏机构，因此安全可靠的过载保护对刮板输送机相当重要。由于刮板输送机在输送物料过程中需要较高的启动力矩，启动过载系数通常为2.5～3.0，因此满载启动难的问题不能很好地解决。软启动技术可以解决这些问题，下面本文将对刮板输送机的软启动技术进行探讨。

1 刮板输送机的软启动特点

软启动技术作为原动机和工作机之间的纽带，对于保护电动机、避免对链条强烈冲击、实现设备平稳启动和可靠运行等起着至关重要的作用。软启动装置具有以下特点：(1)保证电机无负载启动;(2)多电机驱动下的顺序启动;(3)多电机自动负载平衡;(4)平稳且非常迅速地建立起扭矩;?利用电机峰值扭矩;(5)防爆，具有较强的环境适应性。

2 常用大功率软启动装置

2.1 双速电机

双速电机传动系统多采用双速电机+液力偶合器或双速电机+摩擦限矩器的方案。使用双速电机时以低速启动，达到一定转速后接高速常态运转，启动电流非常小，从而实现重载机械设备的软启动。双速电机驱动的刮板输送机出现压煤过载时控制器自动使电机处于低速运转，此时达到3倍以上额定转矩的启动转矩可实现过载强力启动;当负荷降至额定值时，电机通过控制开关自动投入高速运转，恢复输送机正常速度，避免了因过载造成启动困难引发的闷车、断链等事故。但在启动过程中，双速电机存在高低速转换、速度阶跃变化、动力冲击等现象，过载保护能力差;同时双速电机的供电电压差，刮板输送机本身的铺设状况及落煤不均等都对负载有很大影响，容易造成负载分配不均，严重时可能发生烧机。故双速电机多用于700kW以下的刮板输送机启动。

2.2 液力偶合器

液力偶合器主要原理是依靠偶合器的泵轮和涡轮之间液体动量的变化来传递扭矩。由于不存在刚性联接，启动过程比较平稳，可隔离输入、输出扭矩，有效减缓冲击，在电机转速不变的情况下，实现对工作机的无级调速和软启动。目前应用在刮板输送机上的偶合器主要有以下3类：限矩型液力偶合器、调速偶合器和阀控充液型偶合器。

国内刮板输送机上使用最多的为限矩型偶合器，其结构简单、操作维护方便，面对刮板输送机频繁启动及载荷经常无规律变化等工况特点，可有效保护电机，且设备成本较低，但其可控性差，温度过高时容易造成喷液现象，使用寿命低。后投入使用了调速型偶合器，其控制性能及设备安全性能有所改善，但控制精度、启动性能仍不如液黏装置，且传动效率低，设备体积大。单机功率大于500kW时，工作性能不能很好地满足刮板输送机满载启动的工况要求，主要用于200～500kW的刮板输送机动力传输。

阀控充液型液力偶合器比以上2种普通偶合器增加了程序控制装置，进、排水电磁阀以及温度、压力传感器。其控制机理明显改善，工作过程中，偶合器的充液量可以根据刮板输送机载荷变化随时调整，并可根据液力偶合器的工作温度及时更换工作液，达到可控调速和限制工作温度的目的。针对刮板输送机设计的双腔结构阀控充液偶合器使偶合器体积减小，传递功率增大，满足刮板输送机恶劣的工况和狭小空间要求，以清水作为工作介质，特别适合井下刮板输送机运行条件。同时该类型偶合器可以按顺序间隔逐台启动电动机，避开启动电流的叠加，降低对电网冲击，有效延长刮板输送机寿命。阀控充液型液力偶合器是当前800kW以上的大功率刮板输送机上应用最有效的机型，神东煤炭公司已经将阀控充液型液力偶合器成功应用在3×855kW的刮板输送机上。

2.3 液体黏性软启动装置

液体黏性软启动装置又称黏滞离合器、油膜离合器或8离合器。通过改变离合片的间距达到改变黏性液体间的剪切力来改变传递力矩，当调整离合片的间隙时，传递力矩和输出转速可随之变化，从而保持工作机的启动加速度恒定，工作机运行速度实现无级调速。

目前在国内工作面刮板输送机上投入使用较多的是美国的CST装置。该装置加、减速度调节范围大，当刮板输送机满载或空载启动时，可使刮板链的瞬态峰值张力减小到最低程度，使松弛的刮板链得到张紧，所有元件在低速、低载下获得正常运转，防止或减少传动系统中的冲击负载，特别是在满载条件下，有效避免由启动冲击负载引起的断链事故;其次，装置反应速度快，刮板机过载情况下，电液控制器能很快发出指令，减少对离合器的液体压力，使刮板机免受过大驱动力矩损害;装置控制精度好，启动力矩平滑，电气和机械冲击小，可实现多电动机驱动功率平衡，传动效率高于调速型偶合器。但这种软启动器，每个软启动装置需要一个液压站，结构复杂，易因漏油污染环境，维护要求较高，设备价格昂贵，目前只应用于功率在500～800kW的刮板输送机动力传输。

2.4 调压调频软启动装置

该软启动装置集调频技术、调压技术与磁力启动器为一体。初始启动时采用调频拖动，充分发挥电机最大启动性能，保证足够的启动力矩，满足重载难启动要求。初加速后采用调压启动，运用负载跟踪方式确定启动时间，实现软启动，有效减小启动电流对电网冲击。启动及工作全过程实现数字化控制，具备磁力启动器的各种功能。

调压调频软启动装置可根据刮板输送机的负载自行调节启动时间、减小加速度，大幅减少了刮板输送机的动冲击载荷，基本消除断链事故，良好的调速精度和调速范围适用于刮板输送机链速变化频繁的工况环境，与此同时软启动器使启动电流大幅下降，提高了电网供电质量，减少电网冲击。但由于存在谐波污染，对其他电气控制设备影响较大，设备维护费用高，故一般应用于非重要的中小功率传动场合。目前主要用于交流660和1140V电压，400kW以下的异步电动机重负荷软启动。

3 软启动装置性能分析与比较

根据前面的分析可以看出，以上4类软启动装置在性能、价格，特别是功率范围方面存在较大的差别。正确选用适合的软启动装置，对刮板输送机的安全运行、设备投入和运行管理等诸方面都有着很大影响，表1总结了5种软启动装置的特点。