变频调速控制技术在矿业提升机中的应用
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132 /矿业装备 MINING EQUIPMENT变频调速控制技术在矿业提升机中的应用
□ 罗 丹 大同煤矿集团忻州窑矿机电科 山西大同 037021
1 矿业提升机变频调速控制技术的概述矿井提升机主要是在矿井内完成矿石、人员、材料、废料及设备的运输，由于运输物的特殊性以及矿井内环境的恶劣性，所以对提升机的精确度、调速性能、制动方位以及运行的转向有着严格的要求。传统提升机调速的技术所需要的设备体积较大，并且投入资金和能耗量较大，并且在使用过程中，传统调速技术的运行状态较为不稳定，容易引起调控设备故障，严重影响提升机的使用寿命。变频调控技术采用了智能化和数字化的系统，利用电动机输入频率来改善电机的转动速度，从而提高提升机的调节精度和调速的范围。变频调控技术优化了提升机的性能，减少了能耗，实现了低碳生产的方式，同时变频调速技术也可以增强矿井生产的安全性，减少矿井运输过程中事故发生的概率。目前变频调速技术由于其电路简单、操作灵活放便、安全性能高、经济效益好等特点，在矿井生产中已经被广泛的应用。2 矿井提升机变频调速控制技术的原理2.1 变频调速设计基本原理依据元提升机的转速计算公式对变频调速的同步转速
n1、定子电源频率∫1、磁极对数p等提升机是矿业企业生产过程中必不可少的设备，但是随着经济的发展和科技的进步，传统提升机调速技术的弊端不断暴露，变频调速控制技术已经被矿业企业广泛的应用，变频调速技术不仅可以提升矿井的生产效率，也提高了提升机的使用寿命。本文介绍了矿业提升机变频调速控制技术的概述和相关原理，也分析了变频调速控制技术在应用的要点，对变频调速控制系统在提升机中的应用情况进行了详细的阐述。
进行分析计算，其公式为n1=60∫1p，由于异步转速n与同步转速n1存在等量关系等式，因此：n=n1(1－s)=60∫1(1－s)/p。通过公式运用对比分析的方法，分析异步电机转速的实施效果，来确定最有效率的异步电机速率。变频调控的相关标准是通过三相交流电机中的频率、电子、电机转速的模式的变更所确定，从而不断的提升电源频率对电机转速操作的影响，确定提升机综合调速控制模式的最佳标准。2.2 变频调速控制技术的应用原理变频调速控制技术是在通断作用下，电力中的半导体器件会将电源转化为电能的控制装置。其原理主要是利用整流桥的作用，将交流电压转换成直流电压，再由逆变转换器转换成提升机运行所需要的频率，是一种高效变频调速的方法。交流电机的驱动电源可以直接的调控交流电压，变成所需要的电压和电流，这种技术可以增加提升机工作的效率，减少故障发生的概率，实现平滑的速度增减。3 变频调速控制技术应用的基本要点3.1 电动机运行的范围控制在四象限内变频调速技术在运行时，电动机的运行范围要在四象限内。在提升机运行时，显示上升状态，则说明提升机在第一象限内运行，如若在正常运
2020.5 矿业装备 / 133行的过程中，提升机显示下降，则仍然需要在第一象限运行，提升机在下降过程中出现负力作用，则必须在第二象限运行；提升机在第三象限内运行时，会显示提升机正反向上升，如果出现反向下降，提升机仍然需要在第三象限运行，一旦出现负力作用，则提升机就会出现在第四象限运行。提升机只有在四象限内平稳运行，才能保证提升机上升和下降的平稳。3.2 加强提升机相关设备的检测，遵循行程原则提升机在使用的过程中，要根据矿井生产的进度以及提升机使用的速率来调节提升机的加速度，合理的加速度可以不仅可以保证能耗量在合理的范围内，也能减少对工作人员的伤害。另外，由于矿井施工环境的恶劣，会有粉尘等大量杂质，会造成提升机设备的损耗，降低使用寿命，因此在使用之前要加强对提升机设备的检测，在运行过程中，操作人员要按照规定流程进行操作，减少故障发生的次数，从而保证提升机使用的安全性和可靠性。3.3 安装高稳定度的可调闸保护装置提升机的最终保护装置就是可调闸保护装置，可调闸保护装置是利用液压机械系统来进行控制的装置，由两部分组成，安全闸和工作闸，其控制系统各不相同。安全制动又由一级制动和二级制动组成，一级制动由于其制动的转矩较大，紧急近距离制动时应用较多，而二级制动用于远距离制动，其机械损伤小，有一定滑动距离。
4 变频调控技术在矿业提升机中的应用4.1 变频调速模块变频调速技术在提升机的系统应用中，主要发挥恒加速变频调速启动、恒减速变频调速停车以及行程变频调速运行等作用。因此变频器的调速范围要达到0~400 HZ之间，其调速精度也要达到0.01 HZ，这样可以加强提升机的性能。在提升机中使用变频调速技术，要选择合适容量的变频器，最佳容量应该高于额定容量20%，这样才能达到电动机瞬时力矩和过载保护能力的最佳水平。在提升机中使用变频调速技术，相对于转子串电阻调速来说，电机实现了软启动和自动平滑调速，降低了提升机的转差率，达到了很好的节电的效果，实现了低碳节能的生产目标。另外变频调速技术还可以通过软件来实现功能的整合和参数的设置，软件功能可以实现转矩、加减速时间、目标频率等的数据转变。通过对行程进行多段速度的控制减少了脱轨、过放等的问题。4.2 操作控制模块变频调速技术在提升机的操作控制模块中主要负责升降机的上升、下降、紧急制动、故障复位等，上升和下降这两个功能是提升机中的变频器处于正运转和反运转时实现。若提升机在较深的矿井中工作，提升机的上升下降和制动仅仅依靠物体惯性进行滑行减速，不仅减速小并且耗费时间长，因此利用变频调速技术，可以对提升机进行准确的控制，从而增加矿井工作的效率，减少因提升机减速出现的各种故障。4.3 制动控制模块提升机的制动模块决定着提升机使用的安全性能，因此提升机必须要具备良好的制动和制动控制系统。一般来说制动系统由能耗制动和抱闸制动两者结合组成，这两种制动系统各不相同。能耗制动系统属于软制动，主要是利用了提升机在上升和下降时的惯性所产生的能量进行制动，能耗制动可以及时的防治提升机下滑。而抱闸制动通常在停车时所利用，抱闸制动可以更好的减少滑车事故的发生，当提升机停车时，行程控制器发出停车信号时，抱闸制动器也会发出信号，对停止的提升机进行抱闸制动，当发生提升机脱轨等事故时，抱闸制动会及时发出制动信号，操作控制会实行紧急抱闸制动，变频调速控制技术的利用，可以更好的减少提升机在运行中所发生的事故，保证了施工人员的生命安全，保证了提升机的可靠性和安全性。4.4 行程控制模块提升机变频调速系统行程控制主要包括正面提升行程和反面下降的行程两个部分，行程控制主要依据提升机行程不同区间的实际情况，使用不同的调速方法来控制提升机的运行速度。行程控制实质是利用升降机的不同位置来进行控制，按提升机的不同位置转换成不同的开关信号，利用控制端子来进行多段、停车、制动等控制。行程制动更加有效的防止提升机过卷、过放、脱轨以及翻车情况的发生。5 结语综上所述，随着经济的发展和科学技术的进步，传统提升机调速方式已经不能满足当前生产的需要，变频调速控制技术在矿井提升机中的应用，不仅提高了生产的效率，增加了企业的经济收益，同时也减少了提升机在使用过程中出现的故障，保证了提升机使用的安全性和可靠性。本文分析了变频调速技术在提升机变频调速、操作控制、制动控制、行程控制中的应用。〔罗丹（1991—），女，从事煤矿技术相关工作〕
