变频技术在矿井提升机中的应用

摘 要：在矿井生产作业过程中，变频技术矿井提升机可以在极为复杂繁重的工作环境内实施运行作业，并且该项机械设备稳定性能好，而且运行安全可靠。以往传统提升机在矿井应用作业时，调速系统不灵活，安全性能较差，缺乏稳定性，工作效率极低等诸多问题因素。随着科学技术飞速发展，矿井提升机中加入变频技术可以有效改善电压稳定性，提升工作效率，为矿井企业获取巨大经济效益。为此，本文将以传统调速控制技术存在的问题为入手点，浅析阐述变频技术优势以及变频技术在矿井提升中应用。

关键词：变频技术;矿井提升机;应用

矿井提升拖动装置在应用过程中，对执行启动、停止以及调速等技术要求相当严格，确保多有控制系统始终出稳定状态。为了保证矿井提升机达到该项要求，就要保证整个矿井作业系统达到节能、可靠、安全。将变频技术应用到矿井提升机当中，从而最大限度的降低控制系统调速运行时的热能损耗，保证交流电处于无极速度调整状态。

1 分析传统调速控制技术的存在的问题

传统矿井提升机主要是通过改变子串电阻的形式改变电流回路问题，以此提升电机旋转速度，增加提升机调速。该种提升机在以往矿井生产作业中拥有巨大优势，如机械设备较轻、维修比较方便以及机械设备造价费用较低等。随着科学技术飞速发展，传统调速控制技术优势越发显得微不足道。尤其对矿井外围机械设备改造升级以后，传统调速控制机械设备无法满足生产作业需求。首先，传统提升机在生产作业过程中，爬行速度较为缓慢，即便操作人员对其加减速度进行调整以后，速度已经无法匹配外围机械设备需求，并且常常发生各种机械故障。其次，传统提升机在启动过程中，其机械内部的转子串电阻耗能较大，容易损伤电子器件，造成不必要的能源浪费。

2 分析变频技术在矿井提升机中的优势

变频技术其自身转动性既满足传统调速转速要求，又能保证系统在生产作业中的稳定性，就本企业来说，采用的两套提升设备均是由瑞典ABB公司引进的提升设备，由于变频技术在提升机中的应用，为提升机的安稳稳定性提供了更多保障。就本企业这两部提升设备来说，采用的都是四绳落到摩擦式，其中一号提升机，其电机功率达1540千瓦，其最大提速也达到了8m/s，同时其滚筒直径达到4m，最大提升重量达到26t，可以对较多的大型设备进行整体性提升，包括液压支架等设备。同时，本设备还运用了DTC直接转矩控制，在我国处于遥遥领先的地位，此外对于提升机的安装来说，也处于国际顶尖水准。

对于2号提升机来说，其电机功率641kW，滚筒直径2.5m，最大提升为4t，最大提速为5m/s，该机属于直流驱动，对于副立井的提升来说，其运用的是PLC数控技术，可以进行自我调控与自我故障诊断，因此在国内外具有较强领先优势。

同时，对于提升机的内部构造来说，可以通过外围来有效控制变频电路，减少对其他机械设备的影响。换句话说变频技术是结合电力电子、微机控制、电气控制以及传动自动化结合在一起的新型技术。依照当前市场发展方向判断，变频技术将广泛应用于更多技术领域。其中变频技术优势主要在于以下几个方面：

2.1 启动平稳

矿井机械设备的工作环境较为恶劣，这就使得电气设备需要良好的机械性能。当前，大多数矿井电力系统经常因为长时间使用出现电路老化，系统性能低下等相关问题，并且传统提升机在启动过程中功率耗费较大，往往瞬间发生电流激增情况，致使原本陈旧老化的电线线路不堪重负，存在较大安全隐患，甚至还会烧毁其他设备的分线路，严重危及矿井企业人身财产安全。而变频技術在启动时，电流电压不会发生较大变化，降低线路负荷，不影响其他机械设备，增加提升机运行的安全性，防止电机电路发生烧毁情况，确保外围机械设备始终处于良好工作状态。

2.2 调速性能良好

变频技术主要是根据矿井提升机生产作业的实际情况以及电机负荷变化情况，对电机速度进行调整。调整以后工作模式能够保证电机作业拥有良好的连贯与稳定性，减少电机损耗，保证调速系统的稳定性。在操作过程中只需借助参数设定，就能对其启动加速、减速停止以及匀速运行等方式予以有效控制。通常该种变频器在使用过程中很少发生故障，不需要经常进行保养维护。

2.3 降低能源消耗

矿井提升机加入变频技术以后，能够有效提升控制生产作业时间，减少低速爬行时间，并在此基础上增加提升机循环次数。变频技术通过适当调整以后，能够对其参数频率给予有效控制，保证电机物料流量达到最佳效果，这样不但能减少能源消耗，还能降低提升机自身消耗，从而为企业节省大量不必要的能源花销，提升企业经济效益。

3 变频技术在矿井提升机中的应用

本企业副立井井筒直径达到8.2m，井深达589m，担任全矿人员、设备、物料、矸石的提升及下放工作，其中副立井的提升系统装备有提升机两套，分别为1号提升机和2号提升机，1号提升机分别装备1.5t的双层四车加宽罐笼及双层四车普通罐笼;2号提升机装备平衡锤和对长材料进行下放的交通罐笼，单一性的水平提升可以达到558.9m，因此，如此高强度的提升任务，更需要变频技术对提升机的质量进行保证。

具体来说，矿井井通常在提取重物时，其物理属性为摩擦性。为了有效克服重物的摩擦性，使其始终保持恒久性转矩作用力，保证提升方向永远保持不变，需要提升机在向上爬行过程中，利用电机中电磁转矩作用力来有效减少重物转矩中的作用力，同时还要对摩擦产生的转矩作用予以充分考虑。在通常情况下，在上述各种力的影响作用主要来自电机。也就是说，提升机以减速慢行的运动轨迹进行生产作业时，虽然不需要维持多少时间，但是提升机仍然继续会在矿井井不断提升自己的属性。在此过程中，该阶段的电机在工作时就会处于第二象限。倘若提升机在生产作业过程中遇到另一个重车，且两车处于相向运动时，电机通常在这种工作模式中予以反方向运转，此时电机工作状态则是由第三象限到达第四象限。由此可见，电机运行到不同阶段就会处于不同工作状态。根据上述理论属性研究发现，耗能制动机可以加重提升机对重力势能的大量消耗，需要借助反馈机制来降低耗能。

矿井提升机要想保证变频器安全稳定性，就要阻断提升机中电子路线。通常提升机在常规工作状态下，矿井企业需要对矿机底部与矿井井出口位置设置安全信号灯，只有这样提升机才能在安全信号的指引下予以生产作业。提升机还可以通过自身的变频控制系统对外围机械设备予以指挥调控，并在此基础上保证其外围机械设备内部原有制动系统以及液压机械制动系统，确保所有机械系统都能实现无缝对接控制。另外，变频技术中的连续性调速还能增加测量仪器的精准度，以此确保提升机在日常工作中停止位置的精准性，使其在相对的封闭环境中能够做出正确的信息反馈，以此保证矿井企业人民生命财产安全。

4 结语

综上所述，变频技术应用到矿井提升机当中以后，能够有效解决传统调速技术系统线路，确保其位置的精准性，降低电机线路系统存在的安全隐患，节约能源消耗等。随着我国科学技术飞速发展，变频技术在我国矿井企业中得到广泛应用，有效提升矿井企业生产作业安全，确保人民生命财产不受侵害，降低安全事故发生率。为此，我国技术研究部门应对变频技术予以深入研究，使其可以应用到更加广泛的技术领域，继而为我国矿井企业提供更多安全保障。

参考文献：

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

作者简介：

李媛媛（1990- ），女，籍贯：山西潞城，学历：大学本科，2015年毕业于河南理工大学，职称：助理工程师，研究方向：煤矿机电。