機(jī)械電子式軟起動裝置是一種新型的軟起動裝置，它集機(jī)械傳動技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)、傳感技術(shù)及電力電子技術(shù)于一體的新型機(jī)電一體化軟起動系統(tǒng)，用于解決大功率帶式輸送機(jī)的起動問題。新型機(jī)械電子式軟起動裝置采用了差動行星輪減速機(jī)構(gòu)，利用差動原理可對帶式輸送機(jī)實現(xiàn)軟起動、軟停車、及多電機(jī)的功率平衡等。
1、機(jī)械電子式軟起動裝置的組成
機(jī)械電子式軟起動裝置由機(jī)械傳動部分、控制系統(tǒng)兩大部分組成。傳動系統(tǒng)主要由差動的行星齒輪減速機(jī)構(gòu)、異步電動機(jī)（包括主電機(jī)、調(diào)速電機(jī)）、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)等組成。在軟起動、軟停車、無級調(diào)速的過程中，通過對凋速電動機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，實現(xiàn)對輸出軸無級調(diào)速的目的。
2、工作原理及功能分析
機(jī)械電子式軟起動裝置機(jī)械傳動系統(tǒng)原理如圖1所示。其包括主電機(jī)I和控制電機(jī)Ⅱ。主電機(jī)I的輸出軸通過聯(lián)軸器9、齒輪8、7與差動行星傳動機(jī)構(gòu)的輸入軸相聯(lián)。差動行星機(jī)構(gòu)中的太陽輪3經(jīng)行星輪4和內(nèi)齒圈5驅(qū)動行星架H，通過輸出軸6將動力輸出。在內(nèi)齒圈5上固聯(lián)有蝸輪2，蝸輪2與蝸桿1相嚙合。蝸桿l通過聯(lián)軸器與調(diào)速電機(jī)Ⅱ相連接。
主電機(jī)通過差動行星輪減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動負(fù)載，調(diào)速電機(jī)通過蝸桿傳動機(jī)構(gòu)控制差動行星機(jī)構(gòu)中的內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)速，從而控制輸出軸的轉(zhuǎn)速，以實現(xiàn)主電機(jī)空載啟動和帶式輸送機(jī)的可控制起動。
機(jī)械電子式軟起動裝置開始工作時，在主電機(jī)l開始啟動的同時，通過使用變頻控制器對調(diào)速電機(jī)Ⅱ的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，使調(diào)速電機(jī)Ⅱ的轉(zhuǎn)速與主電機(jī)I的轉(zhuǎn)速始終保持一定的比例關(guān)系，使行星架H和輸出軸6的轉(zhuǎn)速保持為零。實現(xiàn)主電機(jī)I空載工況下啟動。
主電機(jī)啟動后，可根據(jù)預(yù)先確定的輸出軸6的加速度，逐步降低調(diào)速電機(jī)Ⅱ的轉(zhuǎn)速，使主電機(jī)l的動力逐漸加到與輸出軸6相連的帶式輸送機(jī)的驅(qū)動滾筒上，從而實現(xiàn)帶式輸送機(jī)的軟起動。同理，通過變頻控制器控制調(diào)速電機(jī)的速度，實現(xiàn)帶式輸送機(jī)的軟停車，還可實現(xiàn)多驅(qū)動功率平衡與過載自動保護(hù)。
綜上所述，機(jī)械電子式軟起動裝置可實現(xiàn)以下主要功能：軟起動——按照用戶的要求，對負(fù)載進(jìn)行可控制的起動；軟停車——按照用戶的要求，對負(fù)載進(jìn)行可控制的停車；無級調(diào)速——具有較寬的無級調(diào)速范圍，調(diào)速準(zhǔn)確可靠；多驅(qū)動功率平衡——可同時對多個電機(jī)進(jìn)行功率平衡控制；過載自動保護(hù)——負(fù)載過大時，系統(tǒng)自動卸載，保護(hù)系統(tǒng)安全。
3、機(jī)械電子式軟啟動裝置工況分析
機(jī)械電子式軟啟動裝置在工作中，呈現(xiàn)出以下幾種工況。其中主電機(jī)I、調(diào)速電機(jī)Ⅱ和負(fù)載在不同工況下的轉(zhuǎn)速變化曲線如圖2中a、b、c所示。
(1)階段1：調(diào)速電機(jī)首先啟動并加速，通過差動輪系將凋速電機(jī)動力傳遞給主電機(jī)輸出軸和減速器輸出軸，主電機(jī)隨著調(diào)速電機(jī)被動旋轉(zhuǎn)，減速器輸出軸6端由于負(fù)載阻力轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速為零，如圖2的a、b、c等I階段所示。此時，差動行星傳動系統(tǒng)中由于行星架轉(zhuǎn)速nh=0，可等效為以蝸桿為輸入軸的定軸輪系。
(2)階段Ⅱ：當(dāng)主電機(jī)轉(zhuǎn)速n-在空載階段被動加速到接近額定轉(zhuǎn)速時，主電機(jī)通電。然后調(diào)速電機(jī)從額定轉(zhuǎn)速n u開始減速，負(fù)載開始從零按照一定的加速度和速度起動+如圖2的a、b、c第Ⅱ階段所示。當(dāng)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速降至nn=0時，負(fù)載軟起動結(jié)束。
(3)階段Ⅲ：軟起動結(jié)束后，調(diào)速電機(jī)停止運(yùn)行，即保持n=O．_豐電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下平衡地運(yùn)行，負(fù)載進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行階段，如圖2的a、b、c第Ⅲ階段表示。此時，由于蝸桿機(jī)構(gòu)反行程自鎖，差動行星機(jī)構(gòu)中內(nèi)齒圈5的轉(zhuǎn)速n5=0，此時，差動行星機(jī)構(gòu)相當(dāng)于2K-H型行星輪系。
(4)階段Ⅳ：軟停車時，即主電機(jī)不停車，仍在額定轉(zhuǎn)速下平穩(wěn)地運(yùn)行，而由調(diào)速電機(jī)加速，使負(fù)載轉(zhuǎn)速逐步減至零，如圖2的a、b、c第Ⅳ階段所示。
(5)階段v:當(dāng)工作需要緊急停車或完全停車時，則主電機(jī)先停車，其轉(zhuǎn)速由額定轉(zhuǎn)速快速減至零。此時，由于負(fù)載有機(jī)械慣性，所以調(diào)速電機(jī)需要繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)減小負(fù)載的慣性力矩，直到兩者的轉(zhuǎn)矩達(dá)到平衡，即負(fù)載轉(zhuǎn)速為零即nH =0，調(diào)速電機(jī)停車。
4、結(jié)束語
由于機(jī)械電子式軟起動裝置在結(jié)構(gòu)上采用了差動行星輪傳動機(jī)構(gòu)，完全可以實現(xiàn)大型帶式輸送機(jī)的重載軟起動及軟停車等工況要求。研究開發(fā)機(jī)械電子式軟起動裝置，對提高大型帶式輸送機(jī)的工作可靠性，延長其使用壽命等具有重要意義。
相關(guān)輸送機(jī)產(chǎn)品：
1、皮帶輸送機(jī)
2、斗式提升機(jī)
3、刮板輸送機(jī)
