變頻調(diào)速技術(shù)在礦山提升絞車中的應(yīng)用

張麗瓊

（同煤集團(tuán)晉華宮礦綜合工業(yè)區(qū)，山西大同037016）

引言

礦山提升系統(tǒng)是礦山開采過程中關(guān)鍵的一個(gè)系統(tǒng)，礦山提升系統(tǒng)主要作用是運(yùn)輸人員、原料以及設(shè)備等，礦山提升系統(tǒng)是一個(gè)重要的運(yùn)輸系統(tǒng)。礦山提升系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中不僅需要較高的電量而且還要求工作人員認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，因此礦山提升系統(tǒng)對整個(gè)礦山開采的安全具有極大的作用?，F(xiàn)階段，我國在礦山提升系統(tǒng)中主要是運(yùn)用絞車進(jìn)行物資以及人員的運(yùn)輸，提升絞車目前的提升仍然是依靠交流異步電動(dòng)機(jī)，在提升絞車中運(yùn)用這種電動(dòng)機(jī)會(huì)因?yàn)榫薮蟮碾娏鞫a(chǎn)生對設(shè)備較大的沖擊，導(dǎo)致提升絞車在運(yùn)行時(shí)候經(jīng)常發(fā)生一些安全問題，同時(shí)也影響電機(jī)的使用壽命。因此，使用交流異步電動(dòng)機(jī)已經(jīng)不適用于我國礦山的開采工作。為了適應(yīng)現(xiàn)代化的礦山開采，變頻調(diào)速技術(shù)逐漸應(yīng)用到礦山提升絞車的運(yùn)用中，變頻調(diào)速技術(shù)不僅在運(yùn)行的過程中平穩(wěn)安全，而且能夠提高礦上開采過程中的安全性。因此，越來越多的礦山企業(yè)在礦山提升絞車中采用變頻調(diào)速技術(shù)，不僅能夠提高礦山開采的效率，而且能夠保障礦山生產(chǎn)的安全性[1]。

1 變頻調(diào)速技術(shù)在礦山提升絞車中的作用

變頻調(diào)速技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中的作用主要表現(xiàn)在提升絞車的啟動(dòng)、加速、減速以及停車的全過程中。通過調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的頻率來控制絞車運(yùn)行時(shí)的速度，減少了因電流過大而產(chǎn)生的對絞車電機(jī)的巨大沖擊，同時(shí)也使絞車的運(yùn)行更加的安全可靠。通過頻率的調(diào)節(jié)來使絞車的速度達(dá)到可控性，即使當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)緊急斷電的情況下，也可以通過剎車系統(tǒng)對絞車進(jìn)行機(jī)械剎車。因此，變頻調(diào)速技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中不僅能夠極大地提高提升絞車在運(yùn)行中的效率，而且還能夠保障提升絞車在運(yùn)行時(shí)的安全性[2]。

2 基于PLC的變頻調(diào)速技術(shù)在礦山提升絞車中的應(yīng)用

PLC指的是可編程邏輯控制器，是一種可以進(jìn)行編程的存儲(chǔ)器，它一般用于內(nèi)部存儲(chǔ)程序。PLC的主要作用在于它能夠執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制以及計(jì)數(shù)與算術(shù)等操作，能夠通過數(shù)字或者模擬式輸入或者輸出控制的機(jī)械。PLC的實(shí)質(zhì)是一種工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，主要的結(jié)構(gòu)有中央處理器、存儲(chǔ)器以及電源等元件。在變頻調(diào)速技術(shù)中納入PLC技術(shù)能夠?qū)μ嵘g車的提升的速度以及提升的高度進(jìn)行控制。能夠極大地簡化礦山提升系統(tǒng)的操作，同時(shí)能夠使整個(gè)提升系統(tǒng)更加的穩(wěn)定。另外，基于PLC的變頻調(diào)速技術(shù)對于絞車在進(jìn)行運(yùn)輸?shù)倪^程中精度的提高，使礦山開采過程的安全性得到保障。因此，現(xiàn)階段各大礦山企業(yè)都傾向于使用基于PLC的變頻調(diào)速技術(shù)運(yùn)用到礦山開采的提升系統(tǒng)中。

在礦山開采過程中進(jìn)行變頻調(diào)速技術(shù)的設(shè)計(jì)首先要選擇正確的變頻器的容量。電機(jī)在運(yùn)行的過程中所需要的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩通常是電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩的1.7倍，為了確保提升系統(tǒng)能夠安全的使用，應(yīng)該提高變頻器的容量使其能夠獲得兩倍的負(fù)載力矩值。因此變頻器輸出電源中存在一些高次諧波能夠使電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部產(chǎn)生一部分的諧波損耗，因此，變頻器的電流也應(yīng)該適當(dāng)?shù)募哟蟆Ａ硗?，由于提升絞車在升降的過程中存在很大的慣性，因此，提升絞車在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性就要得到保障，避免因?yàn)樘嵘g車的慣性而引發(fā)安全事故。在選擇變頻器的時(shí)候，應(yīng)該將定子磁通以及轉(zhuǎn)矩作為主要的變量。最后，對制動(dòng)電阻的選擇應(yīng)該要考慮到提升絞車在下降的時(shí)候產(chǎn)生的重力加速度會(huì)導(dǎo)致變頻器的電壓過高而損壞，這種情況下就必須要在變頻器中加入制動(dòng)電阻，控制提升絞車在運(yùn)行過程中的速度，保證運(yùn)輸物能夠精確到達(dá)[3]。

首先，設(shè)計(jì)PLC系統(tǒng)應(yīng)該要考慮到變頻器的系統(tǒng)參數(shù)以及實(shí)際使用中提升絞車的功能，PLC系統(tǒng)的控制器和傳感器應(yīng)該選擇與提升絞車的運(yùn)行狀態(tài)相符合。其次，在選用PLC型號的時(shí)候應(yīng)該通過對用戶的存儲(chǔ)容量來進(jìn)行估算分析最終確定下來合適的PLC型號。而且盡量選擇處理速度較快的PLC，因?yàn)樵谶\(yùn)行的過程中可能會(huì)出現(xiàn)PLC輸出控制出現(xiàn)滯后的情況。

3 結(jié)語

大量的研究證明，變頻調(diào)速技術(shù)在礦山開采中的提升系統(tǒng)和運(yùn)輸系統(tǒng)方面存在著極大的優(yōu)越性。未來礦山開采的提升系統(tǒng)中，變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛。變頻調(diào)速技術(shù)相比傳統(tǒng)的交流異步電動(dòng)機(jī)能夠減少對設(shè)備的沖擊，可極大地提高機(jī)械設(shè)備的使用壽命，使得礦山開采的生產(chǎn)效率得到巨大的提升，而且礦山開采過程中的安全性也可得到保障。可以預(yù)見，基于PLC的變頻調(diào)速技術(shù)將會(huì)成為未來礦山開采的提升系統(tǒng)以及運(yùn)輸系統(tǒng)中的主流控制技術(shù)。

[1]楊曉光.變頻調(diào)速技術(shù)在礦山運(yùn)輸中的應(yīng)用研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2017（4）：46-47.

[2]劉學(xué)軍.淺談變頻調(diào)速絞車在礦井斜巷提升中的應(yīng)用[J].科學(xué)咨詢，2015（9）：41-43.

[3]劉寶謀.能量反饋?zhàn)冾l調(diào)速技術(shù)在提升絞車的改造[J].裝備制造技術(shù)，2012（7）：324-326.