李健波

摘 要：利用礦井提升機進行礦產(chǎn)生產(chǎn)，是保證礦產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)過程有效性、安全性的有效途徑，由此可見，礦井提升機在礦產(chǎn)生產(chǎn)過程中的重要性。而在生產(chǎn)過程中，傳統(tǒng)調(diào)控技術(shù)在對提升機進行控制時出現(xiàn)的缺陷較多，而變頻調(diào)速電控技術(shù)在一定程度上不僅可彌補這些缺陷，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)低耗能、高收益的基本目標，基于此，該文對變頻調(diào)速電控技術(shù)的優(yōu)勢和基本要點進行簡要介紹，并對該技術(shù)在礦井提升機中的具體應(yīng)用展開討論。

關(guān)鍵詞：礦井提升機；變頻調(diào)速電控技術(shù)；礦產(chǎn)生產(chǎn)

中圖分類號：TD534 文獻標志碼：A

1 傳統(tǒng)提升機調(diào)控技術(shù)存在的缺陷

第一，傳統(tǒng)調(diào)控技術(shù)所需要使用的設(shè)備體積較大，且在使用過程中產(chǎn)生的能耗和前期投入資金較多，在使用過程中對礦產(chǎn)生產(chǎn)的經(jīng)濟利益和生產(chǎn)過程會產(chǎn)生直接影響；第二，傳統(tǒng)調(diào)控技術(shù)本身存在一定的技術(shù)缺陷，在使用及提升機運行過程中，會因其運行水平及狀態(tài)不夠穩(wěn)定，導(dǎo)致在對其轉(zhuǎn)子串進行阻止時，需要消耗大量的電能和其他能量，但其他運行部位所需要的能量不變，在一定程度上增加了對電能等能量的消耗，產(chǎn)生過多的成本費用；第三，傳統(tǒng)調(diào)控技術(shù)本身的調(diào)控方法和流程過于繁雜，且其控制回路的設(shè)計也較為復(fù)雜，導(dǎo)致調(diào)控設(shè)備極易出現(xiàn)故障，不僅會對設(shè)備和提升機的使用壽命產(chǎn)生較大影響，同時也極易給生產(chǎn)人員的安全造成極大威脅；第四，在利用傳統(tǒng)調(diào)控技術(shù)對提升機進行控制時，由于在頻繁的制動、變速以及控制過程中會出現(xiàn)較大磨損和能耗，不僅無法滿足我國節(jié)能生產(chǎn)的根本目標，同時也降低了該調(diào)控技術(shù)和提升機的穩(wěn)定性，進一步加劇了安全隱患。

2 針對礦井提升機運用變頻調(diào)速電控技術(shù)的優(yōu)勢

第一，該技術(shù)主要以智能化、數(shù)字化為基本支撐系統(tǒng)，借助智能化手段對提升機進行自動化控制，保證提升機在運行時將其變速方式轉(zhuǎn)變?yōu)闊o級變速，完全實現(xiàn)智能化自動運行，可有效減少部分人力資源，在減輕礦井工作人員工作壓力和強度的同時提升礦井提升機的工作效率，減少因人工操作導(dǎo)致的失誤和安全事故，保證礦井生產(chǎn)的經(jīng)濟效益和安全水平。

第二，對于傳統(tǒng)礦井提升機來說，該提升機在運行過程中會消耗較多電能及其他能量，在一定程度上也增加了礦井生產(chǎn)單位的投資成本，而使用變頻調(diào)速電控技術(shù)，可以對提升機進行優(yōu)化，減少能耗的同時提高工作效率，不僅有效降低了生產(chǎn)單位的前期投資成本，同時也能夠提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，是體現(xiàn)低碳生產(chǎn)和智能生產(chǎn)的基本方式。

此外，變頻調(diào)速電控技術(shù)使用的智能化信息技術(shù)能夠在提升機工作期間進行全面、實時監(jiān)控，對提升機在工作期間產(chǎn)生的所有參數(shù)進行智能分析，對其中可能存在的隱患信息進行評估，并將評估結(jié)果反映給相關(guān)技術(shù)人員，由技術(shù)人員根據(jù)該信息決定是否對提升機采取相關(guān)措施，將危險信號盡早暴露出來，大幅度提升該設(shè)備在使用過程中的安全性能，具有較強的可靠性、安全性。

3 變頻調(diào)速電控技術(shù)在礦井提升機中運用時的基本要點

3.1 要求電動機必須在四象限內(nèi)運行

在利用該技術(shù)對礦井提升機進行控制時，必須保證電動機在四象限內(nèi)運行。在運行過程中如果電動機在第一象限內(nèi)運行時，提升機顯示上升狀態(tài)，那么正常情況下提升機出現(xiàn)下降狀態(tài)時，電動機仍舊需要在第一現(xiàn)象內(nèi)運行，但如果在此過程中出現(xiàn)負力作用，則會在第二現(xiàn)象內(nèi)運行；在運行過程中如果電動機在第三現(xiàn)象內(nèi)運行時，則表示提升機正反向上升，而在反向下降時，電動機應(yīng)當仍舊在第三現(xiàn)象內(nèi)運行，但如果在此過程中出現(xiàn)負力作用，那么電動機應(yīng)當在第四現(xiàn)象內(nèi)運行。由此可見，電動機運行時，必須在四象限內(nèi)穩(wěn)定運行，只有這樣才能保證提升機的上升、反向上升、下降以及反向下降的穩(wěn)定性。

3.2 必須遵循行程原則，加強設(shè)備檢測

第一，在提升機使用期間，要求該技術(shù)必須針對提升機的使用需求、礦井生產(chǎn)進度以及工藝需求的不同程度，針對性地進行加速度，通過合理控制加速度不僅能夠降低其對生產(chǎn)人員身體健康的損害和影響，同時也能夠?qū)㈦娏斔偷目偭靠刂圃诤侠矸秶鷥?nèi)，延長提升機的使用壽命；第二，提升機在運行的過程中，出現(xiàn)故障的情況在所難免，雖然無法從根本避免這一問題，但能夠利用該技術(shù)在其運行過程中加強對故障的檢測，通過使用檢測設(shè)備結(jié)合電控技術(shù)實時進行監(jiān)測，保障提升機的可靠性。

3.3 必須安裝穩(wěn)定度高的可調(diào)閘保護系統(tǒng)

可調(diào)閘保護系統(tǒng)是礦井提升機的最終保護裝置，它是一套液壓機械閘系統(tǒng)，包括由司機的制動手柄控制的工作閘和由安全回路控制的安全閘2部分。安全制動分為一級制動和二級制動。一級制動其制動轉(zhuǎn)矩大，用于緊急近距離制動；二級制動是分2次把制動轉(zhuǎn)矩加入，機械損傷小，用于遠距離制動，有一定的滑動距離。

4 變頻調(diào)速電控技術(shù)在礦井提升機運行過程中的具體應(yīng)用

4.1 高頻變壓器在提升機運行中的應(yīng)用

在變頻調(diào)速電控技術(shù)電控系統(tǒng)中，其所使用的高頻變壓器通過調(diào)速的方式對主線路進行控制，該變壓器以AC-DC-AC為主要變頻方式，而半導(dǎo)體內(nèi)則使用IGBT，通過串聯(lián)的方式將各個IGBT進行串聯(lián)，以免因單個IGBT在工作出現(xiàn)耐壓受限或其他導(dǎo)管故障問題，該變頻器使用的電動機為6 kV，在連接原邊時使用星形接法，針對副邊則使用角形接法，共接入了18個單元，并以10° 為移相角度向所有功率單元提供三相電源的輸入，確保每個單元在工作時其輸出交流為580 V，每相的整體輸出可達到3 450 V，保證線路電壓達到6 000 V，并以星形的接法利用6 000 V為電動機提供電能，保證電動機的正常運行。

4.2 確定每個功率單元的基本結(jié)構(gòu)

高壓變頻器主要由各個單元共同組成，而其中的所有功率單元對于該系統(tǒng)來說，均屬于獨立的個體變頻器，能夠在工作過程中實現(xiàn)有源逆變的同時共同為變頻器提供能量，在具體工作過程中可確保電能在各個功率單元內(nèi)完成雙向流動，保證所有功率單元的正常運行，在保證變壓器的電壓輸出水平的同時確保變頻器穩(wěn)定運行。功率單元主要由變頻器和濾波裝置組成，具體結(jié)構(gòu)類型及各個組成部分包括濾波部位、快熔部位、緩沖部位、同步整流和有源逆變部位、直流部位、單元輸出。

4.3 控制系統(tǒng)內(nèi)各結(jié)構(gòu)的功能及應(yīng)用

第一，控制器。控制器是對該系統(tǒng)內(nèi)部進行全面控制的關(guān)鍵部分，在該技術(shù)應(yīng)用過程中，利用智能化系統(tǒng)對變頻器在工作時產(chǎn)生的SPWM的波形狀態(tài)等進行精確計算，并在計算后對計算結(jié)果進行評估，針對評估結(jié)果對每個功率單元的電流輸出和通信等進行有效控制，保證提升機穩(wěn)定運行；第二，接口板。在控制系統(tǒng)運作時實時對其運行過程中產(chǎn)生的模擬量、數(shù)字量的輸出、輸入數(shù)據(jù)進行全面分析與評估，對其系統(tǒng)外部加強保護；第三，人機交互界面。該界面主要由人工和智能系統(tǒng)進行控制，該界面可直觀地展示變頻器在運作時的狀態(tài)，而智能系統(tǒng)針對該狀態(tài)進行評估后，由負責(zé)人員下達控制指令，達到控制目的。

5 結(jié)語

綜上所述，與傳統(tǒng)調(diào)控技術(shù)相比，變頻調(diào)速電控技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對礦井提升機工作狀態(tài)進行優(yōu)化，同時可加大對提升機的保護力度，減少能源損耗的同時提升礦產(chǎn)生產(chǎn)效益，是我國未來礦產(chǎn)提升機在發(fā)展及使用過程中的主要應(yīng)用技術(shù)，值得推廣。

參考文獻

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