帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)方式比較.doc

帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)方式比較摘要本文的目的是描述最常見的機(jī)用輸送皮帶起動(dòng)時(shí)的扭矩/轉(zhuǎn)速特性。皮帶傳動(dòng)的要求皮帶被認(rèn)為是一個(gè)恒轉(zhuǎn)矩裝置。換句話說，所需驅(qū)動(dòng)力矩大約是隨著速度的變化在不斷變化(見圖1 )。其他應(yīng)用，如泵驅(qū)動(dòng)，有可變扭矩要求(見圖2 )。但是,增加的速度所輸送的額外的扭矩必須加上之前要求的速度獲得。牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律規(guī)定了這種關(guān)系。最簡(jiǎn)單的例子是一個(gè)恒定加速度力矩(見圖3 )?，F(xiàn)實(shí)的加速度轉(zhuǎn)矩很少有常數(shù)。不過，輸送設(shè)備制造協(xié)會(huì)手冊(cè)(CEMA)在靜態(tài)計(jì)算模型草案中使用這一假設(shè)。當(dāng)使用靜態(tài)模型的平均加速度轉(zhuǎn)矩估計(jì)整個(gè)加速時(shí)間,并假定為線性時(shí)。動(dòng)態(tài)模型已超出了本文件的范圍，在加速(或減速)階段，允許加速度扭矩值大小不一。應(yīng)當(dāng)指出,由于恒載荷、大扭矩加速會(huì)獲得更快的加速時(shí)間，同時(shí)也使皮帶的張緊度峰值更高。反過來說，一個(gè)較小的加速度轉(zhuǎn)矩會(huì)獲得一個(gè)較長(zhǎng)的啟動(dòng)時(shí)間和較小的皮帶張緊度峰值。交流電機(jī)直接全壓起動(dòng)在技術(shù)上，這是帶式輸送機(jī)采用的最簡(jiǎn)單的一種啟動(dòng)方式了。這種交流驅(qū)動(dòng)鼠籠式的異步電動(dòng)機(jī)是由簡(jiǎn)單的開關(guān)接通電流來啟動(dòng)電機(jī)。假定額定電壓不變, 輸出轉(zhuǎn)矩純粹是電機(jī)自身所設(shè)計(jì)好的。NEMA美國提供的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確定輸出扭矩特性,最常用的三相電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩大約有250馬力( 圖4 )。功率大于250馬力時(shí)，廠商會(huì)普遍使用NEMA美國設(shè)計(jì)規(guī)范以一個(gè)相對(duì)的方式(即NEMA C電機(jī)比NEMA B電機(jī)有更大鎖定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩)。交流電機(jī)最關(guān)鍵的特征轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩曲線已被命名和定義。這些常見的名字見圖5。確定平均加速度轉(zhuǎn)矩的最嚴(yán)格的方法,靜態(tài)計(jì)算,是打破曲線成為幾個(gè)垂直剖面,然后算出曲線下的面積,并最終按各部分?jǐn)?shù)字劃分各部分。更常見的方式是用以下簡(jiǎn)易公式:這些靜態(tài)計(jì)算近似方法可用于大多數(shù)帶式輸送機(jī)，但它會(huì)使設(shè)計(jì)師忙活一整天，尤其是長(zhǎng)的/或陡峭/或高速傳送時(shí)。一個(gè)項(xiàng)目需要測(cè)試的是極限扭矩。因?yàn)轵?qū)動(dòng)提供足夠的平均轉(zhuǎn)矩加速負(fù)荷并不意味著它會(huì)提供足夠的扭矩突破它為零的速度,并使它移動(dòng)。CEMA定義的極限轉(zhuǎn)矩是克服總摩擦力矩所需扭矩的兩倍來提高垂直負(fù)荷。鎖定轉(zhuǎn)子扭矩(BDT)的需要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于背叛轉(zhuǎn)矩！ 一個(gè)好的靜態(tài)計(jì)劃應(yīng)使用這項(xiàng)檢查。除了檢查結(jié)果，平均轉(zhuǎn)矩使輸送皮帶設(shè)計(jì)者需要確定作用力矩。NEMA C電機(jī)的不尋常的峰轉(zhuǎn)矩(BDT)會(huì)大于滿載轉(zhuǎn)矩(FLT)的2.5倍。一般來說，皮帶和滾筒廠家允許的瞬間超載為滿載運(yùn)行負(fù)荷的1.5倍。直接全壓?jiǎn)?dòng)容易產(chǎn)生皮帶張緊超過這一上限。如果他們之前被確定，這些高于正常情況的負(fù)荷可設(shè)計(jì)成輸送力。只考慮平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可以使輸送帶設(shè)計(jì)師獲得足夠的張緊余量。直接全壓起動(dòng)會(huì)產(chǎn)生間歇性滑動(dòng)，這種情況對(duì)輸送帶來說并非罕見。這一般發(fā)生在峰轉(zhuǎn)矩(BDT) 產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)和張緊大小處于平均扭矩兩邊，而不是峰值轉(zhuǎn)矩。結(jié)果可能是毀滅性的。當(dāng)驅(qū)動(dòng)滾筒在這種情況下滑動(dòng)時(shí), 滾筒在T1和T2方向的張緊力(高和低)試圖平衡。這可使低張力屈服或張緊滾筒，只是背后的滾筒被張緊接近于T1張緊力。這些滾筒很少，如果真的是這個(gè)負(fù)荷狀態(tài)，其結(jié)果是低張力滑輪出故障。這種狀況很容易顯示和動(dòng)態(tài)分析。關(guān)于直接全壓起動(dòng)另一個(gè)常見的問題是起動(dòng)時(shí)造成電壓下降。如果配電系統(tǒng)的剛性不足以應(yīng)付全線啟動(dòng)產(chǎn)生的龐大的浪涌電流，馬達(dá)的輸出力矩會(huì)減少，輸送帶將不能啟動(dòng)。正是基于這樣的事實(shí),即交流鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩會(huì)減小由于壓降損失的轉(zhuǎn)矩。換言之，電壓下降10% ，就等同于轉(zhuǎn)矩減少19%。降電啟動(dòng)交流鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)采用降壓起動(dòng)的基本原因有兩個(gè)：1. 為了降低電機(jī)直接全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)產(chǎn)生的浪涌電流。圖6顯示了一個(gè)典型的電 流/速度圖，在滿負(fù)荷扭矩時(shí)浪涌電流為是正常時(shí)的6倍或以上。如上所述的高浪涌電流會(huì)使配電系統(tǒng)的電壓有較大幅度的降落。使用有處理高浪涌電流功能的配電設(shè)備時(shí)，運(yùn)行成本會(huì)變得非常高。2. 減少峰值轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，隨后增加加速時(shí)間。為了減少傳輸峰值扭矩的部件,可以設(shè)計(jì)低負(fù)荷的張緊力。這主要包括滾筒、皮帶輪和外部支撐結(jié)構(gòu)。這樣可以節(jié)省大量費(fèi)用。兩類常用的降壓起動(dòng)器的限流和恒轉(zhuǎn)矩裝置 以上圖列 (圖7至圖8) ,描繪同一馬達(dá)/輸送機(jī)在直接全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)的特性, 最小電流和恒轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)。經(jīng)研究此圖顯示，更好地利用較小的轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)是為了保護(hù)配電系統(tǒng)脫離高的浪涌電流。恒轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)可減