煤矿提升机中的变频技术探究

崔松涛

摘 要：我国的煤炭开采业已经发展了很长一段时间，为人民群众的日常生活作出了巨大贡献。但近些年煤矿安全事故频发，引起社会各界的广泛关注，煤矿开采工作的安全性也日益受到政府重视。煤矿提升机是矿井中运送物料和人员的重要设备，它的正常运行关系到煤矿的安全程度。本文将传统提升调速技术和变频调速技术做了对比，分析变频技术的优势及其在煤矿提升系统中的应用。

关键词：煤矿；提升机；变频技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.089

传统煤矿提升机调速技术的缺点造成了提升系统的不稳定性，给煤矿开采工作的顺利进行带来巨大安全威胁。所以，利用更具明显优势的变频技术对煤矿提升系统进行改进，是保证煤矿安全的迫切需要。

1 传统提升机调速控制技术问题分析

传统的煤矿提升机主要利用交流调速系统下的转子串电阻进行调速控制。由于其安全性高、维修方便、重量轻等特点，在过去广泛应用于煤矿提升系统中。但在科技迅速发展的今天，传统的调速控制模式已经不再适应当前煤矿提升系统的要求，它的优势也逐渐失去。传统调速控制模式存在以下几个问题：

首先，提升机在运行阶段，爬行运行及减速控制效果难以达到实际要求，故障发生率较高，造成停车位置不到位。

其次，煤矿提升机单位时间内使用次数较多，高频次的启/制动，使转子外电路所串电阻的功耗非常大，增加了煤矿的运行成本。

再次，提升机在低速运行过程中，由于机械功能不强，造成静差率较大的现象。

最后，体积庞大的调速控制系统在运行过程中必然导致发热问题，在危险性较大的矿井环境中，是一个巨大的安全隐患。

2 变频技术在矿井提升系统中的优势

2.1 启动平稳

矿井设备的实际工作环境都是非常恶劣的，这对其中电气设备的性能有了更加严格的要求。我国大部分煤矿的电力系统都存在性能降低、电路老化的问题，如果有功率较大的设备启动，面对突然增加的瞬时电流，矿井中的线路很可能会难以承受。不仅会对其他设备的正常运行造成影响，还可能使部分线路因为高电流而发生起火现象，产生十分严重的后果。但利用变频技术控制设备的运行时，就不会对周边设备造成影响，产生的电压电流也比较平稳，不会造成线路负荷的猛增。

2.2 调速性能佳

变频器的工作模式是在被控设备电机负荷发生变化以及工作环境发生改变的前提下，来对电机转速进行调整。这样就使电机能够稳定、持续地工作，不但保证了调速系统的稳定性，还在一定程度上减少了电机损耗。

设定好变频控制系统的参数后，能精确控制煤矿提升机的速度，大大提高了提升系统的可靠性，减少了故障发生次数，维护频率也明显降低[1]。

2.3 功耗降低

变频技术的应用，合理地控制了提升机的单次提升时间，将其低速爬行时间有效缩短，使其循环次数相应增加。变频器频率参数的合理调整，使电机达到最佳运行效果，从而使其功耗降低。

2.4 直流控制

传统煤矿提升机在很深的矿井中运行时，由于惯性滑行的阻力较小，需要很长的时间进行减速，使生产效率在一定程度上降低了，但是变频技术中的直流制动对此缺陷却能很容易克服。变频器能在提升机减速放置物料时，连贯地将速度降下来，并用机械抱闸将物料精准地控制在需要的地点。如果发生异常情况，变频器也能改变频率及时将提升机停住，避免发生意外。

3 变频技术在提升机中的应用

煤矿提升机是靠摩擦力在竖井中提升重物的，如果重物做功没有克服，方向不会发生改变。在此过程中，不仅需要电机的电磁转矩克服其转矩作用，还要对摩擦力的额外作用力进行考量。

一般把电机工作放在第一象限，当煤矿提升机减速运行时，虽然这段时间不长，但提升机仍然处于上升状态，此时将电机工作作为第二象限。当提升机与另一个重车相向运动时，其工作模式变为运动状态，电机工作变为第三或第四象限。电机在不同运动阶段存在的差异性将提升机的工作状态发生改变[2]。如果把能耗制动系统更换，就能将提升机工作时的重力势能消耗掉，与此同时还能在反馈机制动能的作用下，降低提升机的能耗[3]。

通过短路处理提升机转子电子可以有效增强变频器的可靠性、安全性。提升机正常运行过程中，在矿机出口和底部设置安全信号，收到安全指示后提升机才会继续运行。利用变频技术将提升机设备设置合理改变，并保留其原有液压系统的优势，保证各系统之间的对接。

若想对提升机系统优势进行再一次的提升，可在其中增添高精度测量仪器设备，充分发挥变频器的连贯性优点。在提升机开始工作之前，将其调整到固定位置，以保证对其定位的准确性，还能及时处理闭环的反馈信息（如图1所示）。

4 结束语

现阶段，国家不断加强对煤矿安全方面的检查力度，促使各大煤矿逐渐意识到引用先进技术的重要性。将变频技术合理应用到煤矿提升设备中，有效克服了传统提升机调速控制技术的多种缺陷，使整个提升系统实现了安全、平稳的运行，并且大大降低了提升机运行中的损耗，提高了煤炭企业的经济效益。

参考文献：

[1]米洁.變频技术在煤矿提升机中的应用[J].科技创新与应用，2015（06）：88.

[2]荣和芳.ACS6000中压交直交变频系统在大同煤矿集团公司麻家梁矿主井提升机的应用[J].科技资讯，2012（35）：91.

[3]白海燕.变频技术在煤矿提升机中的应用及其效果[J].机械管理开发，2017，32（10）：77-78.endprint