矿井提升机的变频调速改造分析

孙向阳

摘 要：笔者依据实际工作经验及相关文献资料的记载，详细分析矿井提升机变频调速改造工作进行的过程当中应当使用到的措施，希望可以在日后相关工作人员对这个问题进行分析的时候，起到一定借鉴性作用，最终在我国社会经济发展进程向前推进的过程中，做出一定贡献。

关键词：矿井；提升机；变频调速；改造；分析

1.问题研究背景及意义

矿井提升机实际运行的过程当中，承担起来了矿井设备人员以及物料运输的重要任务，在矿山生产领域当中发挥出来的作用十分重要。在提升机实际工作的过程当中，可以将提升速度划分为三个阶段，也就是加速、匀速以及减速阶段，速度的变化一般情况下都会通过电动机调速系统来完成。传统型调速系统其实是在电动机转子绕组回路当中经过接触器串联电阻，再在加速阶段当中逐级将电阻去除掉，减速阶段再串联电阻，以便于可以让转子电流得到有效地控制，在此基础上，自然可以让减速这个目标得以实现。

在电力电子技术发展的过程当中，变频调速技术逐渐完善起来，将数字技术作为基础内容的变频调速逐渐演变为交流电机调速领域的重要发展方向之一。交流电机变频调速模式实际应用的过程当中，不单单可以让生产工艺流程得到一欧化，也可以让产品质量得到大幅度提升，是改善运行环境的过程当中，应当使用到的一项重要措施。变频调速模式实际应用的过程当中，以其本身具备的优秀调速以及启动、制动性能得到了世界范围内各个国家的认可。笔者依据实际工作经验及相关文献资料的记载，首先详细地对传统型串电阻调速系统当中的缺陷进行分析，并介绍变频调速的原理以及选取变频器的过程当中应当遵循的原则，最终提出改造之后提升机的性能，希望可以在日后相关工作人员开展这一项工作的过程当中，起到一定借鉴性作用。

2.传统型转子串电阻调速系统

在交流变频技术成熟起来之前，矿井提升机调速工作进行的过程当中，一般情况下使用到的是直流电动机调速系统以及交流异步绕线型电动机转子串电阻调速系统。串电阻调速系统应用到的一般是多级调速工作模式，在科学合理的选择电阻级别的基础上，可以让启动和调速性能的稳定性得到保证。但是串电阻当中并没有无限多的级别，所以提升机在实际运行的过程当中，加速和减速实际上是跳跃进行的，隶属于有级调速模式包含的范围内。并且在调速工作进行的过程当中，大部分能量其实都消耗在了外串电阻发热领域当中，会浪费一定数量电能，工作效率也比较低下。除此之外，绕线型异步电动机转子回路当中串电阻之后，会让电动机的机械性能逐渐变软，因此在低速运行的过程当中，没有办法对电动机的稳定性做出保证。所以提升机实际运行的过程当中出现比较大的负载变化，那么就没有辦法对这种调速方法的效果做出保证。

现阶段我国范围内各个矿井一般情况下会将绞车当成是主副提升机，在提升机当中一般使用到的是交流绕线型电机串电阻调速系统，电阻投切环节环节当中应用继电器——交流接触器控制系统。上文中所说的这种控制系统实际运行的过程当中，因为交流接触器的各项动作十分频繁，并且设备的运行时间比较长，因此你交流接触器主触头上容易发生氧化问题，从而也就会引发设备故障。除此之外，提升机在减速以及爬行阶段当中的速度控制性能比较差，从而在提升机实际运行的过程当中，发生停车位置不精准以及速度变化明显等问题的几率比较高。在提升机频繁启动、调速以及制动的基础上，会在转子外电路上串联的电阻当中形成很大的能源消耗问题，上文中所说的这种电控系统存在下文中所说的这些缺陷：

上文中所说的这种交流绕线型电机串电阻调速系统隶属于有级调速包含的范围内，调速工作的平滑性没有办法得到保证；在低速运行的过程当中，机械特性比较软弱，因此会形成比较大的转差率；在电阻上消耗的转差功率比较大，因此衍生出来的节能效果自然也比较差。在启动及调速换挡工作进行的过程当中，会形成比较严重的电流冲击问题。在中高速运行的过程当中会形成比较强烈的振动，因此没有办法对设备的安全心梗做出保证。

3.改造方法

为了可以让传统型交流绕线型电机串电阻调速系统当中的缺陷得到弥补，可以使用变频调速技术对提升机进行改造，逐步在全频率范围当中实现恒转矩控制目标。在再生能量处理领域当中，可以应用节能效果更为明显的回馈制动方案。在详细分析提升机安全性能的情况下，就需要将液压机械制动系统保留下来，并在设计工作进行的过程当中，对液压机械制动和变频器制动进行整合。

因为绕线型电动机相较于鼠笼型电动机来说，力矩比较大，并且过载能力也比较强，因此仍然使用以往的10极310kw绕线型电机，当使用变频器驱动的过程当中，需要将转子当中的三根引出线进行短接。在电动机轴端使用自制的轴编码器支架将编码器放置在电动机的轴端上。

斜井提升负载是十分典型的恒转矩特性负载，重车上行的过程当中，电机中的电磁转矩一定是需要客户负载的主转矩，启动的过程当中也需要克服一定静摩擦力力矩，电机处于电动工作状态，并且工作位于第一象限当中。在重车减速的时候，虽然重车在斜井面上有一个向下的分力，但是重车减速的时间比较短暂，在此情况下电机工作处于第二象限当中，在另外一列重车上行的时候有，电机处于反向电动状态当中，在第三象限和第四象限当中工作。

结语

依据上文中的叙述可以得知的是，提升机调速系统在经过变频改造之后，可以让提升机的运行安全性及稳定性得到改善，也可以让电动机的调速范围大幅度提升，调速模式本身的平滑性比较强，不单单可以节省下来一定数量的电能，也可以让电机的运行效率得到大幅度提升，因此变频调速模式应当逐步在矿井提升机调速系统当中得到更大范围的推广及应用，以便于可以对矿井提升机的运行效率及稳定性做出一定保证，最终可以在我国社会经济发展进程向前推进的过程中，做出一定贡献。

参考文献

[1]李海龙.变频调速技术在煤矿提升机中的应用[J].机械管理开发，2018，33（01）：130-131.

[2]种庆福.高压变频调速技术在矿井提升机中的应用[J].内燃机与配件，2018（03）：234-235.

[3]谢冬冬，韩崇安.矿井提升机变频调速控制系统[J].山东工业技术，2018（01）：133.

（作者单位：河南省平顶山市平媒股份四矿）