煤礦提升機中的變頻技術探究

崔松濤

摘 要：我國的煤炭開采業已經發展了很長一段時間，為人民群眾的日常生活作出了巨大貢獻。但近些年煤礦安全事故頻發，引起社會各界的廣泛關注，煤礦開采工作的安全性也日益受到政府重視。煤礦提升機是礦井中運送物料和人員的重要設備，它的正常運行關系到煤礦的安全程度。本文將傳統提升調速技術和變頻調速技術做了對比，分析變頻技術的優勢及其在煤礦提升系統中的應用。

關鍵詞：煤礦；提升機；變頻技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.089

傳統煤礦提升機調速技術的缺點造成了提升系統的不穩定性，給煤礦開采工作的順利進行帶來巨大安全威脅。所以，利用更具明顯優勢的變頻技術對煤礦提升系統進行改進，是保證煤礦安全的迫切需要。

1 傳統提升機調速控制技術問題分析

傳統的煤礦提升機主要利用交流調速系統下的轉子串電阻進行調速控制。由于其安全性高、維修方便、重量輕等特點，在過去廣泛應用于煤礦提升系統中。但在科技迅速發展的今天，傳統的調速控制模式已經不再適應當前煤礦提升系統的要求，它的優勢也逐漸失去。傳統調速控制模式存在以下幾個問題：

首先，提升機在運行階段，爬行運行及減速控制效果難以達到實際要求，故障發生率較高，造成停車位置不到位。

其次，煤礦提升機單位時間內使用次數較多，高頻次的啟/制動，使轉子外電路所串電阻的功耗非常大，增加了煤礦的運行成本。

再次，提升機在低速運行過程中，由于機械功能不強，造成靜差率較大的現象。

最后，體積龐大的調速控制系統在運行過程中必然導致發熱問題，在危險性較大的礦井環境中，是一個巨大的安全隱患。

2 變頻技術在礦井提升系統中的優勢

2.1 啟動平穩

礦井設備的實際工作環境都是非常惡劣的，這對其中電氣設備的性能有了更加嚴格的要求。我國大部分煤礦的電力系統都存在性能降低、電路老化的問題，如果有功率較大的設備啟動，面對突然增加的瞬時電流，礦井中的線路很可能會難以承受。不僅會對其他設備的正常運行造成影響，還可能使部分線路因為高電流而發生起火現象，產生十分嚴重的后果。但利用變頻技術控制設備的運行時，就不會對周邊設備造成影響，產生的電壓電流也比較平穩，不會造成線路負荷的猛增。

2.2 調速性能佳

變頻器的工作模式是在被控設備電機負荷發生變化以及工作環境發生改變的前提下，來對電機轉速進行調整。這樣就使電機能夠穩定、持續地工作，不但保證了調速系統的穩定性，還在一定程度上減少了電機損耗。

設定好變頻控制系統的參數后，能精確控制煤礦提升機的速度，大大提高了提升系統的可靠性，減少了故障發生次數，維護頻率也明顯降低[1]。

2.3 功耗降低

變頻技術的應用，合理地控制了提升機的單次提升時間，將其低速爬行時間有效縮短，使其循環次數相應增加。變頻器頻率參數的合理調整，使電機達到最佳運行效果，從而使其功耗降低。

2.4 直流控制

傳統煤礦提升機在很深的礦井中運行時，由于慣性滑行的阻力較小，需要很長的時間進行減速，使生產效率在一定程度上降低了，但是變頻技術中的直流制動對此缺陷卻能很容易克服。變頻器能在提升機減速放置物料時，連貫地將速度降下來，并用機械抱閘將物料精準地控制在需要的地點。如果發生異常情況，變頻器也能改變頻率及時將提升機停住，避免發生意外。

3 變頻技術在提升機中的應用

煤礦提升機是靠摩擦力在豎井中提升重物的，如果重物做功沒有克服，方向不會發生改變。在此過程中，不僅需要電機的電磁轉矩克服其轉矩作用，還要對摩擦力的額外作用力進行考量。

一般把電機工作放在第一象限，當煤礦提升機減速運行時，雖然這段時間不長，但提升機仍然處于上升狀態，此時將電機工作作為第二象限。當提升機與另一個重車相向運動時，其工作模式變為運動狀態，電機工作變為第三或第四象限。電機在不同運動階段存在的差異性將提升機的工作狀態發生改變[2]。如果把能耗制動系統更換，就能將提升機工作時的重力勢能消耗掉，與此同時還能在反饋機制動能的作用下，降低提升機的能耗[3]。

通過短路處理提升機轉子電子可以有效增強變頻器的可靠性、安全性。提升機正常運行過程中，在礦機出口和底部設置安全信號，收到安全指示后提升機才會繼續運行。利用變頻技術將提升機設備設置合理改變，并保留其原有液壓系統的優勢，保證各系統之間的對接。

若想對提升機系統優勢進行再一次的提升，可在其中增添高精度測量儀器設備，充分發揮變頻器的連貫性優點。在提升機開始工作之前，將其調整到固定位置，以保證對其定位的準確性，還能及時處理閉環的反饋信息（如圖1所示）。

4 結束語

現階段，國家不斷加強對煤礦安全方面的檢查力度，促使各大煤礦逐漸意識到引用先進技術的重要性。將變頻技術合理應用到煤礦提升設備中，有效克服了傳統提升機調速控制技術的多種缺陷，使整個提升系統實現了安全、平穩的運行，并且大大降低了提升機運行中的損耗，提高了煤炭企業的經濟效益。

參考文獻：

[1]米潔.變頻技術在煤礦提升機中的應用[J].科技創新與應用，2015（06）：88.

[2]榮和芳.ACS6000中壓交直交變頻系統在大同煤礦集團公司麻家梁礦主井提升機的應用[J].科技資訊，2012（35）：91.

[3]白海燕.變頻技術在煤礦提升機中的應用及其效果[J].機械管理開發，2017，32（10）：77-78.endprint