环境应用提升机变流器的工作使能保护

山东五莲县鲁地矿业有限公司 解刚

对于矿山提升机来说，其属于矿山生产作业过程中必然会应用到的大型机械设备之一，这一设备的组成较为复杂，在实际运行过程中需要多方面协调配合，才能保证其运行稳定性以及安全性。现阶段我国很大一部分矿山项目在开采工作中忽视了提升机变流器工作使能保护的重要性，这也势必会增加提升机运行风险。变流器在运转过程中可能会出现多种故障，需要先对变流器整体结构性能进行分析，确定各项标准参数，尤其要确定变流器负载特性，要针对其负载特性情况应用硬件封锁与恒流控制软件相结合的保护方式，提出重复控制与神经网络控制相结合的复合控制方法，从而使得限流保护系统更为完善。

一、提升机变流器工作使能保护原理分析

对于提升机变流器工作使能保护来说，在实际开展此项工作的时候，应该注意设定相应的工作使能保护系统，这就需要对运行制动接通指令进行确定，可以通过特定的参数选择以及设置来将功能参数化，变流器中有“开关量输出选择1”到“开关量输出选择4”，要以此为渠道确定接通指令，可以根据变流器所呈现出的实际接线效果任意选择一个开关输出量，从而建立起开关输出量与电源M之间的工作使能保护功能参数化[1]。同时还要注意对工作使能等处信号变化的闸控顺序进行确定，当电流器抱闸控制显示为“工作抱闸”的时候，可以撤销“工作使能”命令，然后输入“断电”指令，这时即使电机仍处于转动运行状态，也应该立即输出“抱闸闭合”指令。

二、提升机变流器的工作使能保护系统设计与实现

目前来看，我国在进行矿井提升机变流器工作使能保护系统设定的时候，通常会考虑应用电子式岸电变流器限流保护系统，岸电装置本身具有抵抗多种意外或者恶劣环境下变流器受干扰的作用，具有较强的抗干扰能力。在进行变流器保护系统设计的过程中，主要会涉及过流保护、过压保护以及过热保护等，这也是保证变流器运行稳定性以及安全性的关键。

（一）电子式岸电变流器限流保护系统设计

在提升机变流器运行的过程中，往往需要多个组成部分互相配合，对于电压频率均可调的变流器来说，如果在运行过程中出现支路短路情况，必须要在电流冲击导致设备损坏之前关掉驱动系统，从而使系统处于续流状态。目前来看，想要实现对电子式岸电变流器应用性能的有效提升，应该注意应用硬件限流与软件控制相结合的保护模式，岸电变流器在运行过程中受到较大电流冲击之后，硬件限流与软件控制可以在第一时间发出响应，从而保证受到冲击的系统可以在短时间内恢复正常工作状态[2]。首先，对于硬件限流保护来说，在对其进行实际应用的过程中，主要是通过反复重启变流器的方式延时过长的限制因素影响，其相应速度较快，此种方法在应用过程中可以有效达到限流保护的效果。其次，对于软件控制来说，其主要负责维持电流器的输出波形优势。在实际应用的过程中，主要是通过切换控制程序的方式来将硬件限流与软件控制的优势进行有效结合，这样可以在很大程度上避免硬件限流电路，反复重启设备以及软件限流延时失效的现象出现，使得二者可以取长补短，强化了变流器限流保护的整体效果[3]。

（二）电子式岸电变流器限流保护系统的具体设计

1.相电流检测的硬件限流保护

在进行硬件限流保护系统设计的过程中，应该充分结合提升机变流器拓扑结构特点，根据驱动软件关断保护电路的实际情况来进行相电流检测，从而确定功率模块以及保护电路信号传递情况。当变流器输出交流电流并且经过整流桥电路之后，便会转化为电压信号，这时比较器会将经过整流的输出侧向电流最大值与硬件限流阀值进行比较，如果输出侧向电流最大值大于封锁阀值时，则强迫电流下降，通过如此反复的方式将电流限制在设定点以下，以此来保证变流器的正常工作。对于此种硬件封锁方式来说，其主要应用优势体现在响应速度快、故障定位准确、故障排除及时以及失误率低等几个方面[4]。

2.电流环控制的软件限流保护

在设定软件限流保护系统的时候，通常会应用切换方法图（如图1）的方式，当K=1时，变流器处于正常工作状态，进而发挥出控制器的作用。当K=0时，逆变器的限流会出现中断控制现象。在进行变流器输出侧向电流采样计算的时候，应该注意取最大平均有效值，将其与软件限流保护控制阀值进行比较，然后将差值送入到电流内环调节器中[5]。由于软件限流控制变流器会在限流保护的作用下运行，在本次设计中，要应用软件过流保护中断来自硬件限流电路中的触发信号，通过这种方式可以实现对限流保护电路的有效驱动。

图1 限流控制与正常模式互为切换方法图

（三）电子式岸电变流器过滤模块保护设计

在进行变流器过滤模块保护设计的时候，应该注意先对变流器功率进行过压保护，在变流器运行过程中，功率器件发挥出了重要作用，其运行情况往往会直接影响变流器的正常工作。通常情况下，变流器的通断频率为数千赫兹，由于变流器内部有较为复杂的电感存在，其经常会出现在电路回路的运行中，因此通常要设置缓冲电路吸收模块，通过这种方式来实现对电路运行的有效缓冲，保证其运行安全性[6]。现阶段，充放电型过压缓冲电路在变流器中的应用较为广泛，并且在实际应用的过程中发挥出了较为理想的效果，可以快速恢复电路正常运行状态，可通过分流缓冲电阻的方式避免浪涌电压而吸收，同时也使得功率损耗得到了有效控制。其次，要注意开展变流器中功率器件的过热保护工作，此项工作与电子式岸电变流器的实际特点有关，这种变流器虽然功率因数较高，但是在实际运转过程中，功率器件往往长期处于高速通断的状态，因此其内部工作电流较大，并且电流稳定性较差，想要对其进行有效控制往往存在一定难度[7]。这也在很大程度上导致了变流器因为功率器件散热不畅以及长时间运转而出现局部高温现象，如果不对其进行有效保护，可能会直接影响变流器各项指标，从而影响其正常工作。

在进行电流器功率器件过热保护工作的时候，应该注意先对散热板温度进行检测，以此来确定电路的运行状态，由于变流器的过热保护电路是控制过滤模块的关键，因此要对过滤模块的温度变化情况予以实时关注，一旦发现其出现温度过高的现象，应该及时报警并且关断驱动。对于器件中的分压电路来说，其输出电压的滤波会呈现出平滑状态，随后所产生的交流杂波会被分压处理，于是便起到了第二次滤波的作用，这一次所产生的滤波为高频滤波，但是由于很多时候热敏阻值较大，很可能会导致输出直流电压损失较大的情况出现，通常情况下这种滤波器会被应用到一些负载电流较小的场合，这样才能使滤波器的效果得到有效发挥。同时还要注意在两个分压电阻值上分别设置稳压二极管，这样可以有效起到防静电的作用[8]。对于电流器限流保护控制系统设计来说，应该注意将相电流检测的硬件限流保护电路系统完善作为重要的工作内容，这样才能使变流器更为高效地切回正常工作状态。通过将硬件限流电路与软件限流程序进行有效结合的方式可以使二者优势得到发挥，同时也使得其可以相互补足，避免了设备反复重启以及延时失效等情况的出现，这也是当前我国升降机变流器工作使能保护最为常用的方式。

三、结束语

综上所述，对于矿山工作来说，提升机的应用必不可少，变流器是提升机最为重要的组成设备之一，其运行状态往往会直接影响升降机的运行安全。目前来看，在工作过程中对“工作使能”命令进行撤销可能会导致事故发生，进而影响生产，同时也使得相关施工技术人员的人身安全受到威胁。因此，各矿山项目在开采中应该适当增加变流器工作使能保护力度，通过这种方式来保证变流器始终处于稳定运行状态，这也使得提升机的受保护程度得到有效提升，保证现场各项开采生产工作更为顺利。