崔松濤

摘 要：我國的煤炭開采業(yè)已經(jīng)發(fā)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(fā)，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(tǒng)提升調(diào)速技術和變頻調(diào)速技術做了對比，分析變頻技術的優(yōu)勢及其在煤礦提升系統(tǒng)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(tǒng)煤礦提升機調(diào)速技術的缺點造成了提升系統(tǒng)的不穩(wěn)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(yōu)勢的變頻技術對煤礦提升系統(tǒng)進行改進，是保證煤礦安全的迫切需要。

1 傳統(tǒng)提升機調(diào)速控制技術問題分析

傳統(tǒng)的煤礦提升機主要利用交流調(diào)速系統(tǒng)下的轉(zhuǎn)子串電阻進行調(diào)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(tǒng)中。但在科技迅速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的調(diào)速控制模式已經(jīng)不再適應當前煤礦提升系統(tǒng)的要求，它的優(yōu)勢也逐漸失去。傳統(tǒng)調(diào)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(fā)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(nèi)使用次數(shù)較多，高頻次的啟/制動，使轉(zhuǎn)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(xiàn)象。

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

2 變頻技術在礦井提升系統(tǒng)中的優(yōu)勢

2.1 啟動平穩(wěn)

礦井設備的實際工作環(huán)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(tǒng)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(fā)生起火現(xiàn)象，產(chǎn)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(chǎn)生的電壓電流也比較平穩(wěn)，不會造成線路負荷的猛增。

2.2 調(diào)速性能佳

變頻器的工作模式是在被控設備電機負荷發(fā)生變化以及工作環(huán)境發(fā)生改變的前提下，來對電機轉(zhuǎn)速進行調(diào)整。這樣就使電機能夠穩(wěn)定、持續(xù)地工作，不但保證了調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)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(tǒng)的參數(shù)后，能精確控制煤礦提升機的速度，大大提高了提升系統(tǒng)的可靠性，減少了故障發(fā)生次數(shù)，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(huán)次數(shù)相應增加。變頻器頻率參數(shù)的合理調(diào)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(tǒng)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(chǎn)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(fā)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(fā)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(fā)生改變。在此過程中，不僅需要電機的電磁轉(zhuǎn)矩克服其轉(zhuǎn)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(tài)，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?yōu)檫\動狀態(tài)，電機工作變?yōu)榈谌虻谒南笙?。電機在不同運動階段存在的差異性將提升機的工作狀態(tài)發(fā)生改變[2]。如果把能耗制動系統(tǒng)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(zhuǎn)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(xù)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(tǒng)的優(yōu)勢，保證各系統(tǒng)之間的對接。

若想對提升機系統(tǒng)優(yōu)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(fā)揮變頻器的連貫性優(yōu)點。在提升機開始工作之前，將其調(diào)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(huán)的反饋信息（如圖1所示）。

4 結束語

現(xiàn)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(tǒng)提升機調(diào)速控制技術的多種缺陷，使整個提升系統(tǒng)實現(xiàn)了安全、平穩(wěn)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(yè)的經(jīng)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(chuàng)新與應用，2015（06）：88.

[2]榮和芳.ACS6000中壓交直交變頻系統(tǒng)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(fā)，2017，32（10）：77-78.endprint