變頻調速技術在副斜井提升機上的應用
地質礦產
作者：張魯 孔祥生 吳印虎
摘要：變頻調速技術應用在副斜井提升機中能有效保證提升機可靠、準確、安全運行，確保煤礦的安全生產。文章從變頻調速技術的原理談起，介紹了變頻調速技術的發展，重點論述了變頻調速技術在副斜井提升機的應用，為煤礦提升係統改造發展提供了一定的借鑒經驗。
關鍵詞：煤礦；變頻調速技術；副斜井；提升機；提升係統改造 文獻標識碼：A
中圖分類號：TD55 文章編號：1009-2374（2015）23-0161-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.081
斜井提升機隔爆兼本安四象限變頻調速控製裝置，主要是利用裝設在隔爆箱體內的四象限交-直-交變頻器對提升電機進行正、反向控製，實現提升電動機的啟動、調速和製動。調速範圍廣、精度高，高效節能，安全可靠。
1 變頻調速技術的原理
完善副斜井提升絞車電控係統技術，以變頻調速改變固有的轉子回路電阻調速。防爆絞車四象限變頻調速設備是其變頻調速的設備，借助先進的交-直-交無速度傳感器矢量控製技術，從而實現理想的絞車調速精度和調速性能，並且便於維護、穩定、安全，應用年限長。對以往出現較多故障率的凸輪控製器進行換向，以可逆開關換向取代，從而使故障的出現減少。對動力製動進行代替，在提升絞車下放重物的情況下，變頻器可以自動地為供電電網發電，這能夠確保電動機的發電反饋製動狀態，改善了下放操作過程中的製動調速性能，從而使下放的安全性大大提高，並且節省了大量的電能。在進行改進之後，安全保護裝置日益健全，設計也樣式繁多，以計算機控製電機的正反轉以及借助無觸點控製的保護更加穩定和安全。
2 變頻調速技術的發展
2.1 應用電力電子器件
決定變頻器性能的根本在於電力電子器件，晶閘管是早期應用的，因為其屬於半控器件，要求換相回路，之後被全控器件代替。當今的全控型器件不但能夠自行開關，而且還能夠使功率提高，且可以使變頻器的一係列功能健全。
2.2 應用線路結構
應用線路結構是由線路與元器件連接而成的變頻設備，在20世紀90年代之前，大多是由模擬電路分立元器件組合而成的線路，僅僅具備很少的集成塊與數字電路。之後逐步增加了規模較大的集成數字電路，在20世紀末期的時候，實現了全麵的數字化。矢量控製、SPWM波形形成、逆變器、整流器等都實現了集成，為此，設備的體積日益變小，而大大地提升了其穩定性。
2.3 應用計算機
在20世紀90年代之後，變頻器行業與結構當中應用計算機，計算機具備一係列的功能：（1）對一些模塊的功能進行代替，如生成SPWM波形，實時地計算矢量控製；（2）實施運行控製，如製動、正反轉、加減速、開機停機等；（3）智能化以及一係列保護的實現，如自動診斷與監控。總之，電氣裝置和模塊跟計算機相配合，實施通信、控製、協調等變頻調速的一係列功能，變成了係統的中樞，且日益發展為網絡化。
3 變頻調速技術在副斜井提升機上的應用
3.1 選用提升機變頻器容量
在選定電動機額定值之後，需要對一定的變頻器容量進行選擇。為了有效地體現電動機的負載能力，使起重裝置的安全性提升，借助專門的提升機變頻器實施控製。變頻器讓電機係統有著超大的過載能力，因為普遍變頻器的過載能力一般，瞬態過載力矩也一般，為此，需要使適配的變頻容量提升，進而使電機與變頻器的瞬時力矩與低速力矩提升。為此，隻要提高變頻器的容量，也就是提高變頻器電機的瞬時過載能力，根據設定的電機容量，過載保護就可以實現需要。為此，需要提高變頻器的容量等級。
3.2 提升機的變頻調速
在提升機係統的應用當中，變頻器重點實施行程變頻調速運行、恒減速變調速停車以及恒加速變頻調速啟動。通過使電機輸入電源的頻率得以改變的變頻調速對電機的轉速進行調節，為此，具備非常寬的調速範圍，通常的主頻器都能夠實現0～400Hz的頻率調節，通常是0.01Hz的頻率調節精度，能夠有效地實現提升機恒減速與恒加速等無極調速的需要。為此，借助變頻調速器之後，電機能夠進行真正的平滑調速與軟啟動。跟轉子串電阻調速不同，變頻器調速使轉差率降低，且使電路功率因數提高，能夠恒轉矩輸出，在轉速的改變下，輸出功率也會發生改變，因此，其具備理想的節電效果。另外，變頻器還能夠借助軟件改變上下限頻率、目標頻率、加減時間、輸出轉矩等，變頻器也有著非常大的兼容性，且結合應用的需要設置參數和組合功能。變頻器也能夠借助端子排進行控製，進而多段速度地控製行程，能夠靈活地調節變頻器恒減速與恒加速調速的過程，如此調速有利於避免提升機的脫軌、過放、過卷。