環境應用提升機變流器的工作使能保護

山東五蓮縣魯地礦業有限公司 解剛

對于礦山提升機來說，其屬于礦山生產作業過程中必然會應用到的大型機械設備之一，這一設備的組成較為復雜，在實際運行過程中需要多方面協調配合，才能保證其運行穩定性以及安全性。現階段我國很大一部分礦山項目在開采工作中忽視了提升機變流器工作使能保護的重要性，這也勢必會增加提升機運行風險。變流器在運轉過程中可能會出現多種故障，需要先對變流器整體結構性能進行分析，確定各項標準參數，尤其要確定變流器負載特性，要針對其負載特性情況應用硬件封鎖與恒流控制軟件相結合的保護方式，提出重復控制與神經網絡控制相結合的復合控制方法，從而使得限流保護系統更為完善。

一、提升機變流器工作使能保護原理分析

對于提升機變流器工作使能保護來說，在實際開展此項工作的時候，應該注意設定相應的工作使能保護系統，這就需要對運行制動接通指令進行確定，可以通過特定的參數選擇以及設置來將功能參數化，變流器中有“開關量輸出選擇1”到“開關量輸出選擇4”，要以此為渠道確定接通指令，可以根據變流器所呈現出的實際接線效果任意選擇一個開關輸出量，從而建立起開關輸出量與電源M之間的工作使能保護功能參數化[1]。同時還要注意對工作使能等處信號變化的閘控順序進行確定，當電流器抱閘控制顯示為“工作抱閘”的時候，可以撤銷“工作使能”命令，然后輸入“斷電”指令，這時即使電機仍處于轉動運行狀態，也應該立即輸出“抱閘閉合”指令。

二、提升機變流器的工作使能保護系統設計與實現

目前來看，我國在進行礦井提升機變流器工作使能保護系統設定的時候，通常會考慮應用電子式岸電變流器限流保護系統，岸電裝置本身具有抵抗多種意外或者惡劣環境下變流器受干擾的作用，具有較強的抗干擾能力。在進行變流器保護系統設計的過程中，主要會涉及過流保護、過壓保護以及過熱保護等，這也是保證變流器運行穩定性以及安全性的關鍵。

（一）電子式岸電變流器限流保護系統設計

在提升機變流器運行的過程中，往往需要多個組成部分互相配合，對于電壓頻率均可調的變流器來說，如果在運行過程中出現支路短路情況，必須要在電流沖擊導致設備損壞之前關掉驅動系統，從而使系統處于續流狀態。目前來看，想要實現對電子式岸電變流器應用性能的有效提升，應該注意應用硬件限流與軟件控制相結合的保護模式，岸電變流器在運行過程中受到較大電流沖擊之后，硬件限流與軟件控制可以在第一時間發出響應，從而保證受到沖擊的系統可以在短時間內恢復正常工作狀態[2]。首先，對于硬件限流保護來說，在對其進行實際應用的過程中，主要是通過反復重啟變流器的方式延時過長的限制因素影響，其相應速度較快，此種方法在應用過程中可以有效達到限流保護的效果。其次，對于軟件控制來說，其主要負責維持電流器的輸出波形優勢。在實際應用的過程中，主要是通過切換控制程序的方式來將硬件限流與軟件控制的優勢進行有效結合，這樣可以在很大程度上避免硬件限流電路，反復重啟設備以及軟件限流延時失效的現象出現，使得二者可以取長補短，強化了變流器限流保護的整體效果[3]。

（二）電子式岸電變流器限流保護系統的具體設計

1.相電流檢測的硬件限流保護

在進行硬件限流保護系統設計的過程中，應該充分結合提升機變流器拓撲結構特點，根據驅動軟件關斷保護電路的實際情況來進行相電流檢測，從而確定功率模塊以及保護電路信號傳遞情況。當變流器輸出交流電流并且經過整流橋電路之后，便會轉化為電壓信號，這時比較器會將經過整流的輸出側向電流最大值與硬件限流閥值進行比較，如果輸出側向電流最大值大于封鎖閥值時，則強迫電流下降，通過如此反復的方式將電流限制在設定點以下，以此來保證變流器的正常工作。對于此種硬件封鎖方式來說，其主要應用優勢體現在響應速度快、故障定位準確、故障排除及時以及失誤率低等幾個方面[4]。

2.電流環控制的軟件限流保護

在設定軟件限流保護系統的時候，通常會應用切換方法圖（如圖1）的方式，當K=1時，變流器處于正常工作狀態，進而發揮出控制器的作用。當K=0時，逆變器的限流會出現中斷控制現象。在進行變流器輸出側向電流采樣計算的時候，應該注意取最大平均有效值，將其與軟件限流保護控制閥值進行比較，然后將差值送入到電流內環調節器中[5]。由于軟件限流控制變流器會在限流保護的作用下運行，在本次設計中，要應用軟件過流保護中斷來自硬件限流電路中的觸發信號，通過這種方式可以實現對限流保護電路的有效驅動。

圖1 限流控制與正常模式互為切換方法圖

（三）電子式岸電變流器過濾模塊保護設計

在進行變流器過濾模塊保護設計的時候，應該注意先對變流器功率進行過壓保護，在變流器運行過程中，功率器件發揮出了重要作用，其運行情況往往會直接影響變流器的正常工作。通常情況下，變流器的通斷頻率為數千赫茲，由于變流器內部有較為復雜的電感存在，其經常會出現在電路回路的運行中，因此通常要設置緩沖電路吸收模塊，通過這種方式來實現對電路運行的有效緩沖，保證其運行安全性[6]。現階段，充放電型過壓緩沖電路在變流器中的應用較為廣泛，并且在實際應用的過程中發揮出了較為理想的效果，可以快速恢復電路正常運行狀態，可通過分流緩沖電阻的方式避免浪涌電壓而吸收，同時也使得功率損耗得到了有效控制。其次，要注意開展變流器中功率器件的過熱保護工作，此項工作與電子式岸電變流器的實際特點有關，這種變流器雖然功率因數較高，但是在實際運轉過程中，功率器件往往長期處于高速通斷的狀態，因此其內部工作電流較大，并且電流穩定性較差，想要對其進行有效控制往往存在一定難度[7]。這也在很大程度上導致了變流器因為功率器件散熱不暢以及長時間運轉而出現局部高溫現象，如果不對其進行有效保護，可能會直接影響變流器各項指標，從而影響其正常工作。

在進行電流器功率器件過熱保護工作的時候，應該注意先對散熱板溫度進行檢測，以此來確定電路的運行狀態，由于變流器的過熱保護電路是控制過濾模塊的關鍵，因此要對過濾模塊的溫度變化情況予以實時關注，一旦發現其出現溫度過高的現象，應該及時報警并且關斷驅動。對于器件中的分壓電路來說，其輸出電壓的濾波會呈現出平滑狀態，隨后所產生的交流雜波會被分壓處理，于是便起到了第二次濾波的作用，這一次所產生的濾波為高頻濾波，但是由于很多時候熱敏阻值較大，很可能會導致輸出直流電壓損失較大的情況出現，通常情況下這種濾波器會被應用到一些負載電流較小的場合，這樣才能使濾波器的效果得到有效發揮。同時還要注意在兩個分壓電阻值上分別設置穩壓二極管，這樣可以有效起到防靜電的作用[8]。對于電流器限流保護控制系統設計來說，應該注意將相電流檢測的硬件限流保護電路系統完善作為重要的工作內容，這樣才能使變流器更為高效地切回正常工作狀態。通過將硬件限流電路與軟件限流程序進行有效結合的方式可以使二者優勢得到發揮，同時也使得其可以相互補足，避免了設備反復重啟以及延時失效等情況的出現，這也是當前我國升降機變流器工作使能保護最為常用的方式。

三、結束語

綜上所述，對于礦山工作來說，提升機的應用必不可少，變流器是提升機最為重要的組成設備之一，其運行狀態往往會直接影響升降機的運行安全。目前來看，在工作過程中對“工作使能”命令進行撤銷可能會導致事故發生，進而影響生產，同時也使得相關施工技術人員的人身安全受到威脅。因此，各礦山項目在開采中應該適當增加變流器工作使能保護力度，通過這種方式來保證變流器始終處于穩定運行狀態，這也使得提升機的受保護程度得到有效提升，保證現場各項開采生產工作更為順利。