输送机与电动机之间的结合应用

　
　　随着煤矿采煤机械化水平的不断提高，用于驱动采煤机和输送机的隔爆型三相异步电动机也在迅速发展。60年代，电动机电压由380V上升到660V；70年代末，由660V上升到1140V.为了满足高产、高效工作的需要，目前世界上大功率采煤机的电压已上升到3300V，最大装机容量已超过1200KW，其驱动电机功率达600KW；相适应的采区工作面刮板输送机的最大装机容量已超过1500KW，其驱动电机功率已达725KW.国内目前的采煤机驱动电机最大功率是400KW，刮板输送机驱动电机最大功率是315KW.由于矿井采煤工作面的环境特殊及采煤机械的工况条件复杂，为适应矿井环境与机械工况条件的不同要求，采运机械配套用隔爆型三相异步电动机就必须设计成特性、结构各异的专用电动机。按照目前采运工作使用的机械类别，按配套机械类别划分，专用电动机可分为采煤机械用电动机，刮板输送机用电动机，掘进机用电动机，装载、提升机械用电动机，泵用电动机以及煤电钻、岩石电钻、局部通风机、吸尘风机用电动机等。
　　矿用隔爆型双速三相异步电动机刮板输送机技术是在吸收国外先进技术的基础上而研制的，用变速电机取代单速电机驱动井下输送机，可省去液力偶合器，消除了喷油着火的隐患，使矿井安全得到进一步保障。由于巧妙地利用了变速电机低速起动力矩大，起动电流小，而高速运行具有较高的效率的特点，解决了输送机起动困难的问题，减少了电机的烧损，改善劳动强度，是煤矿井下理想的动力设备。
　　1刮板输送机用双速电动机的性能特点刮板输送机多用单速或双速三相异步电动机来驱动。当用单速三相异步电动机驱动时，是通过液力偶合器与刮板输送机减速箱相连接的，适用于小型或中型运量的刮板输送机；当输煤量较大时，为减少起动过程中的电压降，一般多采用双速异步电动机驱动。
　　刮板输送机所需电动机的功率，涉及的影响因素较多，而且电动机又多在负载状态下起动，因此，对电动机除要求在额定电压下直接起动外，又要求有较高的堵转转矩倍数，较低的起动电流倍数与较大的过载能力。为适应炮采落煤工艺的需要，小容量刮板输送机采用三相异步电动机驱动，一般要求起动转矩不低于2.5倍额定转矩。对于机采、综采设备配套的刮板输送机用电动机，其起动转矩也应在2.3倍额定转矩左右。电动机的转矩――转速特性曲线，要求比较平滑，起动过程中，最小转矩应不低于1.8-1.9倍额定转矩，并要求有较低的起动电流倍数。
　　为了适应煤矿输送机低速起动和高速运行的工作需要，国外矿用刮板输送机都是采用双速电机驱动的。采用双速电动机来驱动刮板输送机，在一定条件下，已非常成功地解决了电动机的起动问题，因此，已受到煤矿的普遍重视。
　　1.1优点：（1）低速起动，可以得到较高的起动转矩。
　　（2）较低的起动电流，减小了起动电压降。
　　（3）由于无液力偶合器，可以得到较快的传动链速，提高了传动效率。
　　（4）由于低速起动，可减小起动过程中的冲击，降低对输送机的链条磨损。
　　1.2缺点：刮板输送机用双速电动机，取消了液力偶合器后，电动机成为刚轴连接传动，也同样存在难以克服的缺点：（1）电网电压降对电动机起动转矩的影响更明显。
　　（2）低速起动，功率降低，减小了起动电流与起动电压降，但由低速转为高速时，转换过程的电压降对转矩影响也比较明显，如设计不当，或电网电压偏低，往往出现难于达到全速运行的问题。
　　（3）重型刮板输送机多为双机驱动，应用双速电动机驱动时，存在明显的负载不平衡问题。
　　（4）双速电动机驱动，控制系统比较复杂，价格也较高。
　　为确保双速电动机顺利起动，并从低速顺利转为高速，而后达到全速运行，刮板输送机一般采用8/4极变速电动机，其额定功率一般也是1/2的倍数关系，并均为S1、S2工作制。电动机为双绕组时，可实现2.5――3.0倍额定转矩的起动转矩和较低的起动电流，并设计成由低速转为高速时，转矩曲线不产生凹陷，从而顺利实现全速运行。为解决不可避免的双机驱动时电动机负载不平衡问题，除供电电网尽量采取措施保证输送机机头、机尾电动机供电电压尽可能小的差异外，电动机差率较单速电动机有较严格的容差要求，同时电动机留有较大的功率裕度。其它性能参数方面的要求，与刮板输送机用单速电动机大体是一致的。
　　2刮板输送机用双速电动机的结构特征刮板输送机用双速电动机，其隔爆等级、防护等级均与刮板输送机用单速电动机要求相同，即分别为Exdi、IP54接线盒、IP44主体。由于双速电动机多用于驱动重型刮板输送机，电动机功率较大，因此，电动机的冷却方式，除少数电动机采用外扇风冷外，多数电动机为外壳螺旋水冷却，由于定子为双绕组，一般高速绕组嵌于定子槽下部，低速绕组嵌于定子槽上部，高、低速绕组引出线分别接于独立的接线端子上，经过分设的出线装置与供电电缆相连接。高、低速绕组端部分别埋设温度保护元件，进行绕组的温度保护，由于低速绕组在定子槽上部，又临近发热的转子导体，绕组散热条件差，因此，在电动机结构方面，要充分考虑转子导体与低速绕组的发热与散热问题。
　　电动机采用双绕组，当一个绕组工作时，其产生的旋转磁场在另一个绕组中将产生感应电动势。如果这个不工作的绕组中有自成闭路的部分时，则有可能在闭路中合成电动势不为零，形成环流，影响正常运行。因此，对刮板输送机用双速电动机的定子绕组并联支路的选定要慎重，尽量减少绕组的并联支路数；进行两路并联时，要采用正确的支路连接方法，以保证双绕组可以正常运行。一般要遵循下述要求：（1）当并联的每条支路的感应电动势皆为零时，则闭合回路的电动势显然亦为零，无环路电流，双绕组可正常工作。
　　（2）当三相绕组为△接法时，每条支路的电动势虽不为零，但三相回路的电动势合成为零时，亦不会有回路电流，双绕组仍然可以正常运行。
　　并联支路的连接，对于极对数p2>2双绕组，当极对数p1<p2时，有两种支路连接方式可供选择：一是相邻异极相连接，二是相隔同极相连接。为提高定子绕组可靠性，英国N.C.B标准规定，刮板输送机用双速电动机的定子绕组不低于F级绝缘系统，绕组温升按B级绝缘系统进行考核。我国行业标准虽未做此规定，但各厂家产品实际上也均留有较大的温升裕度。
　　但目前国产矿用双速电机的功率范围、性能指标及配套控制开关的性能等与国外先进水平相比均有一定差距。矿用防爆电机的工况条件较差，电机频繁大负荷起动、负荷变化大、电压波动大、环境温度高且有一定的腐蚀性等，这些都影响电机的使用可靠性和寿命。因此，必须提高矿用防爆电机的可靠性，加快矿用防爆电机的更新换代，统一矿用防爆电机的标准。