摘要：煤矿安全问题是当下我国最关注的热点问题之一，煤矿的安全关乎着矿工们的人身安全，承载着许多家庭的希望，一旦发生煤矿事故，多少家庭会遭到破裂，因此，必须重视煤矿的安全建设，提升机是煤矿中最基础的设备，是煤矿运输的纽带，提升机的安全运用对煤矿安全有着重要作用。
关键词：变频调速技术；煤矿提升机；应用
变频调速技术应用于煤矿提升机控制系统中显示出了操作简单、调速精度高、稳定性好、节能效果佳等诸多优点，通过融入故障在线诊断系统，可快速准确的排查提升机系统出现的故障位置和故障类型，是煤矿提升机电控系统改造的发展方向。
1提升机变频调速优势
可控硅直流调速结构简单、调速方便，但低速功率因数较低，运行过程中会产生谐波，谐波的存在一定程度造成供电网络电压波形畸变，对用电设备造成不利影响。绕线式异步电机转子回路串电阻调速是煤矿提升机最常用的调速方式，通过电阻的投切用继电器进行调速控制，这种调速方式继电器频繁动作，接触头容易氧化，引起继电器工作灵敏度降低。同时，该方式调速控制精度较差，尤其是提升机减速和爬行时速度控制精度差，引起实际停车位置与设计停车位置相差较大，影响运输。另外，绕线式异步电机转子回路串电阻调速属于有级调速，调速平滑型差，停顿性明显，安全性差，且电阻较高，运行过程中消耗在电阻上的电功率较大，不利于矿井节能降耗。
变频调速具有控制精度高、工作性能可靠、调速范围广、节能效果好等诸多优点。其节能主要表现在提升过程中将转速降低，可有效降低能耗，下降过程中可将是能转化为电能进而实现节能。变频调速属于无级调速，变频器采用磁通矢量控制，控制精度较高，按照变频调速主电路结构分为交－直－交变频调速和交－交变频调速。由于以上诸多优点，变频调速技术在煤矿提升电控系统中被广泛应用，并有逐渐取代其他调速方式的趋势。
2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。
3变频调速技术的发展变化过程
3.1电力电子器件的发展
电力电子器件，对于变频调速技术来说是至关重要的，电力电子器件是变频器中最关键的器件，其功能的好坏对变频器性能的好坏有着决定性的影响，在变频调速技术的发展初期，变频器中所使用的电力电子器件是晶闸管，晶闸管是一种半控制性的电力电子器件，在使用时，无法自行控制开关，极不方便，随着科技的不断进步和发展，晶闸管这种半控制性的电力电子器件逐渐被全控制性的电力电子器件所取代，全控制性的电力电子器件性能得到了有效提高，使用起来也更加方便。
3.2线路构造的改变
随着科学技术的发展，变频装置中的线路构造也发生了重要改变。变频器需要以连接线路作为媒介，将各种元件进行串联，在早期的变频器线路构造中，有许多的数字电路和集成块，体积较大，应用起来也非常不方便，随着技术水平的不断更新和发展，大规模的数字集成电路产生了，这种数字集成电路的产生和应用，使得线路构造得到了有效优化，缩小了变频器的体积，使变频器的性能得到了提高。
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3.3计算机的应用
将计算机应用于变频器中，使变频器做到真正的智能化，能够及时的进行自我监控，出现问题时能够及时的进行自我诊断，计算机的应用可以对变频器中的某些模块进行取代，使变频器的运转更加高效，有效促进了变频调速技术的发展。
4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。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。
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。
5直流制动方式在煤矿提升机中的应用
煤矿的深度在很大程度上影响着煤矿提升机的速度，当矿井的深度较大时，矿井提升机惯性滑行时的减速度会随着煤矿的深度而不断减小，从而使工作效率得不到有效保证，变频调速技术把直流制动的方法带到煤矿提升机当中，能够使煤矿提升机的速度得到有效控制，使其不会因为深度的原因降低提升机的效率，直流制动的方法能够有效地对提升机进行制动，在必要的情况下还能对提升机进行紧急制动，不仅提高了工作效率，还能保证工作安全。
6应用效果分析
自变频调速技术引进矿井提升机电控系统后，通过调试和试运转，目前运行效果能够满足提升工艺的各项要求，效果较好。具体表现在：提升系统自动化程度得到了明显提升，操作简单，降低了职工的劳动强度；通过无级变频调速，能够实现快速、稳定和高精度调速，提升机在启动和加速等过程中产生的冲击电流较小，有利于提高设备使用性能和使用寿命；采用的变频调速装置质量可靠，可根据需要进行程序编写，在线故障诊断系统能够及时进行故障排查，有利于降低故障处理时间；通过变频调速可降低谐波的产生量，提高输入功率因数，节能降耗效果明显，按照节能20%计算，按照配备的1000kW电动机计算可节约电费约60万元/年。
结论
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。
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论文作者:郑丽娟,韩凤萍
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/17
标签：提升机论文; 煤矿论文; 变频调速论文; 变频器论文; 技术论文; 电子器件论文; 系统论文; 《基层建设》2018年第25期论文;