張東亮

摘 要 作為煤礦生產設備的重要組成部分，煤礦斜井絞車系統(tǒng)是一種單筒單繩式的提升系統(tǒng)，在生產中發(fā)揮著非常重要的作用，其運行安全也收到了煤礦管理人員的充分重視。本文結合變頻器的相關概念，對其在煤礦斜井絞車系統(tǒng)中的應用情況進行了分析和探討。

關鍵詞 變頻器;煤礦斜井絞車系統(tǒng);應用

中圖分類號：TD55 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）22-0137-01

隨著經濟的快速發(fā)展，我國社會對于能源和資源的需求不斷增長，能源問題成為社會各界關注的重點。煤炭資源作為我國應用最為廣泛的基礎資源，在社會發(fā)展中的作用是不可替代的，因此，做好煤炭的開采工作，確保煤礦生產安全，是十分重要的。在煤礦斜井絞車系統(tǒng)中應用變頻器設備，可以有效提高煤礦生產的安全性和可靠性，應該得到充分地重視和推廣。

1 變頻器的相關概念

變頻器，是一種應用變頻技術和微電子技術，通過對電機工作電源頻率進行改變的方式，對交流電動機進行控制的電力控制設備。通常情況下，變頻器主要包括有整流、逆變、濾波、制動單元、檢測單元、驅動單元等構成，通過內部IGBT的開端，實現對于輸出電源的電壓與頻率的調整，然后，結合電機的實際需要，提供相應的電源電壓，從而實現節(jié)能、調速的目的。

在煤礦絞車系統(tǒng)中，變頻器的主要作用是對絞車系統(tǒng)的調速，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運行。變頻器調速系統(tǒng)可以分為兩個部分，其一，以絞車電機作為電動機進行調速，也就是通常所說的逆變過程，整個過程分為整流、逆變和濾波，以逆變?yōu)楹诵模梢詫崿F對電機定子供電頻率的改變。其二，以絞車電機為發(fā)電機，也稱能量回饋過程，同樣可以分為三個組成部分，即整流、回饋逆變和輸出濾液，以回饋逆變?yōu)楹诵?，可以使得輸出電壓的相位呈現出與電網電壓的一致性。在這種情況下，一旦系統(tǒng)出現重壓或者減速的情況，對其進行操作的同時，會向電網發(fā)出回饋。在煤礦斜井絞車系統(tǒng)中應用變頻器，可以有效提升系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性，確保煤礦生產的順利進行，其意義和作用都是非常重要的。

2 變頻器在煤礦斜井絞車系統(tǒng)中的應用

在經濟發(fā)展的帶動下，我國社會對于能源的需求不斷增加，煤礦作為目前我國應用最為廣泛的資源，受到了社會各界的廣泛關注。煤礦斜井絞車系統(tǒng)主要是以電機帶動機械設備，進而通過鋼絲繩帶動容器在井筒中升降，以完成輸送任務，現代煤礦斜井絞車設備提升量大、速度高，是煤礦生產中極其重要的基礎性設施。但是，傳統(tǒng)的煤礦斜井絞車系統(tǒng)采用的多事繞線式電機調速系統(tǒng)，在提升機的爬升階段，對于速度的控制能力相對較差，而且當提升機出現負載變動時，很難實現減速控制，會給設備的使用帶來一定的困難，影響煤礦生產的穩(wěn)定進行。對此，為了實現系統(tǒng)的恒加速以及恒減速控制，相關技術人員在煤礦斜井絞車系統(tǒng)中引入了變頻器，本文結合相應的實例，對其進行簡單分析。

1）系統(tǒng)概況。某煤礦原有的斜井絞車系統(tǒng)為單筒單繩式提升，系統(tǒng)主要包括有1.2 m絞車、車斗、75 kW繞線式電機、電磁抱閘裝置、電源柜、電阻箱等，當電磁抱閘裝置斷電時，會處于完全制動狀態(tài)。該系統(tǒng)的優(yōu)勢在于，整體設計簡潔，可靠性較高，性能穩(wěn)定，而且操作簡單，可以非常方便地實現與系統(tǒng)的連接。但是，其調速方式相對落后，而且整個電控系統(tǒng)繁瑣，控制復雜，很容易發(fā)生各種各樣的故障和問題，使得系統(tǒng)的維護壓力巨大，而且在調速過程中，電阻會消耗大量的電能，造成嚴重浪費。不僅如此，控制系統(tǒng)還存在調速范圍小、調速不均勻、維修成本高等問題。對此，煤礦技術人員對其進行了變頻改造，在系統(tǒng)中應用了變頻器，改善了系統(tǒng)的性能。

2）變頻改造。通過對原絞車系統(tǒng)的分析，結合煤礦的實際情況，對系統(tǒng)進行了相應的變頻改造，新的絞車系統(tǒng)更加簡單，由變頻器、泄放電阻柜以及操作臺構成，而且整個電控系統(tǒng)的連線非常簡單，無論是體積還是重量，與原系統(tǒng)相比都有了大幅度的減小，而系統(tǒng)的調速性能也出現了質的飛躍。在系統(tǒng)中應用的變頻器，調速范圍可以達到0-400 HZ，頻率調節(jié)精度達到了0.01 HZ，基本上實現了無極調速，與改造前相比，電機可以在真正意義上實現軟啟動以及平滑調速。不僅如此，通過提高輸入電源的功率因數，可以在基頻以下實現恒轉矩輸出，輸出的功率隨著轉速的變化而變化，具有良好的節(jié)能效果。

3）實際應用。改造后的斜井絞車系統(tǒng)的操作臺具有兩個控制手柄，分管調速功能和制動功能。同時，在操作臺的面板上，設置有響應的緊急制動按鈕盒電鎖按鈕，與原系統(tǒng)相比，操作更加簡單，而且更富人性化，充分考慮了操作人員的操作習慣。在對變頻柜和電阻柜進行設計改造的過程中，參考了礦用一般標準，將泄放單元設置在了電阻柜內，通過面板上的調節(jié)按鈕，實現對泄放速度的調節(jié)。如果需要對設備的工作狀態(tài)進行了解，可以觀察指示燈的變化情況，當指示燈為綠色時，表明工作狀態(tài)正常，而如果指示燈變?yōu)榧t色，則表明設備存在相應的故障或異常，需要及時進行檢查和處理。同時，為了確保系統(tǒng)的運行安全，在控制系統(tǒng)中沿用了原系統(tǒng)的電磁抱閘裝置，而在泄放單元，則采用了與逆變單元相同規(guī)格的變頻器，可以保證泄放容量的富余以及系統(tǒng)的安全運行。采用了無感電阻作為泄放電阻，以實現對于泄放速度的有效控制。

4）應用效果。與變頻改造前相比，煤礦斜井絞車系統(tǒng)的優(yōu)勢非常顯著，如性能更加優(yōu)良、安全可靠、節(jié)能顯著、占地面積小、維護量少等。試運行三個月，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，運行正常，節(jié)能效果非常明顯。可以說，變頻器的應用，使得電機在真正意義上實現軟啟動和平滑調速。與其他轉自串電阻調速不同的是，變頻器調速不僅能夠降低轉差率，提高電路的功率因數，還可以實現恒轉矩輸出，具有良好的節(jié)能效果。不僅如此，變頻器能夠通過軟件的作用，對輸出轉矩、加速時間等相關參數進行調節(jié)和改變，在目標頻率以及上下線頻率的改變中發(fā)揮著非常重要的作用。而且，變頻器還具有良好的兼容功能，在實際應用過程中，可以根據具體的要求，對其運行參數進行相應的改變，應用范圍更加廣泛，而且可靠性較好。變頻器的回饋單元還可以實現回饋制動功能，從而實現運行過程中的軟制動，減少對于人員和設備的影響，避免出現設備下滑或脫落的情況，保障生產的順利進行。

3 結束語

總而言之，斜井絞車系統(tǒng)在煤礦生產中的作用是至關重要的，做好系統(tǒng)的管理維護，保障系統(tǒng)運行安全，是煤礦管理人員需要重點考慮的問題。在煤礦斜井絞車系統(tǒng)中，應用變頻器，對系統(tǒng)進行變頻改造，可以有效減少系統(tǒng)的占地面積，節(jié)約投資和維護成本，具有顯著的節(jié)能效果，更可以保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，提高煤礦企業(yè)的生產效率好，促進煤礦行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻

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