变频技术在矿井运输的应用 本文关键词：矿井，变频，运输，技术
变频技术在矿井运输的应用 本文简介：关键词：煤矿；运输；提升机；变频技术；应用研究煤矿的开采中，矿井的运输尤为重要，因此，从运输设备的选型、安装、维护、管理等各方面都严格把关，为了考虑运输系统的稳定性，在选择开关时，本文针对变频开关的使用做了相关分析及试验，提升机的安全高效运行对于整个矿井的生产效率有着极为重要的意义。基于此，将变频技
变频技术在矿井运输的应用 本文内容：
关键词：煤矿；运输；提升机；变频技术；应用研究
煤矿的开采中，矿井的运输尤为重要，因此，从运输设备的选型、安装、维护、管理等各方面都严格把关，为了考虑运输系统的稳定性，在选择开关时，本文针对变频开关的使用做了相关分析及试验，提升机的安全高效运行对于整个矿井的生产效率有着极为重要的意义。基于此，将变频技术与现阶段的矿井提升工作相结合能够有效实现其运输效率的高效调节，对于整个矿井的安全生产有极为重要的推动作用。
１工程概况
目标矿井现阶段采用的提升机主要负责目标矿井副井中人员的提升任务，其提升的工艺为斜井串车提升，每次提升的最大提升量可达２吨，现阶段使用的提升机型号为２ＫＪ－２．５／２０，此提升机的作业长度最大可达４００ｍ，同时，目标矿井副井的倾斜角为２２°，最大提升速度可达４ｍ／ｓ。现阶段使用的提升机所用的电机型号为ＪＲ１３８－１０，设备生产过程中的功率为１８５ＫＷ，转速为６００ｒ／ｍｉｎ，其中，电动机转子及定子的电流及电压值分别为３１０Ａ、３４０Ａ及３７０Ｖ、３８０Ｖ，工作过程中配合使用的电控设备为ＴＫＤ－Ａ。提升机的调速技术为异步电机转子调速，整个调速系统中包含８个电阻，在进行加速时需要配合延时控制装置完成，减速时配合电机减速及设备自由滑行完成，设备爬升过程中配合二次充电完成。在此控制系统中所选用的电控设备为继电器式的设备类型，整个系统中包含的继电器数量为１０个，同时配合一定数量的电容、电阻完成相关的工作，整个系统结构较为复杂，占地面积较大，现场管理较为困难。
２提升机变频调速控制设计
２．１控制分析
在变频控制中，矢量控制是较为复杂的技术手段之一，这种控制方式又可以被称为磁场定向控制。主要通过调整异步电极的电流矢量，同时结合现场的相关实际情况，对于电流的转矩进行控制，实现整体的变频调速。其具体的操作方式为：首先将异步电机的电流划分为几个不同的区域，分别为生成磁场的电流以及转矩的电流，对于两部分的电流进行相位控制，调节其大小。一般来说矢量的控制可以分为有感应的矢量控制以及无感应的矢量控制两种，在这两种控制方式中有感应的矢量控制现场应用效果较为理想，同时其现场的变频调速效果较好。其主要的优势体现在以下几个方面：①调速的范围比较广，能够从零开始对于整个设备的速度进行调控；②调控的准确度较高，对于设备电子的转矩控制较为准确；③系统的数据反馈较好，能够短时间内完成相关的响应；④在加速方面，设备的提速较快，性能优良。
２．２能量处理分析
在提升机的生产工作过程中，其电机经常会处于发电的工作状态，这一阶段内的电机相关组件会将接收到的机械能转化为电能传递至电流电路中，但现阶段的生产条件下，由于变频系统的供电控制方式为二极管控制，因此很难实现生产过程中的电能回馈控制，最终体现在生产过程中进入到电机电容部分的电流及电压显著增加。因此，在实际生产过程中为避免此类故障的发生，需要及时采取有效的电压控制方法对电压进行压制。其中，较为常见的电压控制方案包括以下能耗制动及再生制动两种：①能耗制动，主要原理时在原有的直流回路中添加一定数量的电阻，使其产生更多的能量，同时能量以电阻散热的形式进行处理，避免对于正常的生产过程造成威胁，此种处理方式较为简便且经济投入较少。②再生制动，这种控制方式主要是在原有的电流回路中增加对应的电流回馈装置，从而使接收到的能量能够再次反馈到原有的电路中，这种方式能够有效提升整体的电流反馈速率，同时生产能耗较低，但在实际生产过程中复杂性较高，经常会导致整体的生产成本增加。
３基于矢量控制的调速方式
结合目标矿井的生产现状，本研究对其原有的副井提升机控制系统进行了改进，主要方式是将其原有的调速方式改进为基于矢量控制的变频调速系统，整个系统的构成包括可控制ＰＬＣ、数字调速柜及相应的制动单元等。生产过程中主要通过ＰＬＣ控制实现，原本的系统操作及逻辑性显著增加，同时原有的系统构件数量显著降低，能够使整体操作系统简化，噪声降低，管理的难度也显着降低。新型的调速系统借助了较为先进的工业化手段，配备了两台ＰＬＣ进行控制，其中一台进行设备保护，另一台全程进行监护。设备的调速柜安装了矢量控制变频装置，其数字化控制较为智能，主要构成包括以下几个部分：①主控部分，这一部分主要通过传感器对外部信号的采集，实现设备的启停，对于整体的速度控制较为理想，整个主控部分在生产过程中对与变频装置的监控能够使操作人员了解设备的实际运行情况，安全系数更高，同时，ＰＬＣ能够辅助其调速功能的实现。②变频部分，这一部分主要通过交流—直流—交流的形式进行调速控制。整体的电路以交流电的转换为主，同时结合逆变电流电路，将原有的直流电转化为现阶段的三相交流电。③制动部分，现阶段的制动采用能耗制动方式，能够使反馈更为准确，同时直流电压会显著增大，且超过其预定值时会以发热的形式被消耗，有效实现了整个设备的安全保护。
４结语
基于矢量控制的变频调速方式在矿井提升机中的应用效果较为显著，使用之后提升机的整体稳定性及安全系数显著增加，提升机的增减速更为迅速、停车位置更为准确，这一技术的使用有效推动了矿井提升事业的发展，值得在以后的生产过程中大量推广。
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作者：冀娟 单位：阳煤集团新景矿煤业有限责任公司
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