環(huán)境應(yīng)用提升機(jī)變流器的工作使能保護(hù)

山東五蓮縣魯?shù)氐V業(yè)有限公司 解剛

對(duì)于礦山提升機(jī)來(lái)說，其屬于礦山生產(chǎn)作業(yè)過程中必然會(huì)應(yīng)用到的大型機(jī)械設(shè)備之一，這一設(shè)備的組成較為復(fù)雜，在實(shí)際運(yùn)行過程中需要多方面協(xié)調(diào)配合，才能保證其運(yùn)行穩(wěn)定性以及安全性。現(xiàn)階段我國(guó)很大一部分礦山項(xiàng)目在開采工作中忽視了提升機(jī)變流器工作使能保護(hù)的重要性，這也勢(shì)必會(huì)增加提升機(jī)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。變流器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可能會(huì)出現(xiàn)多種故障，需要先對(duì)變流器整體結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行分析，確定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，尤其要確定變流器負(fù)載特性，要針對(duì)其負(fù)載特性情況應(yīng)用硬件封鎖與恒流控制軟件相結(jié)合的保護(hù)方式，提出重復(fù)控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制相結(jié)合的復(fù)合控制方法，從而使得限流保護(hù)系統(tǒng)更為完善。

一、提升機(jī)變流器工作使能保護(hù)原理分析

對(duì)于提升機(jī)變流器工作使能保護(hù)來(lái)說，在實(shí)際開展此項(xiàng)工作的時(shí)候，應(yīng)該注意設(shè)定相應(yīng)的工作使能保護(hù)系統(tǒng)，這就需要對(duì)運(yùn)行制動(dòng)接通指令進(jìn)行確定，可以通過特定的參數(shù)選擇以及設(shè)置來(lái)將功能參數(shù)化，變流器中有“開關(guān)量輸出選擇1”到“開關(guān)量輸出選擇4”，要以此為渠道確定接通指令，可以根據(jù)變流器所呈現(xiàn)出的實(shí)際接線效果任意選擇一個(gè)開關(guān)輸出量，從而建立起開關(guān)輸出量與電源M之間的工作使能保護(hù)功能參數(shù)化[1]。同時(shí)還要注意對(duì)工作使能等處信號(hào)變化的閘控順序進(jìn)行確定，當(dāng)電流器抱閘控制顯示為“工作抱閘”的時(shí)候，可以撤銷“工作使能”命令，然后輸入“斷電”指令，這時(shí)即使電機(jī)仍處于轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，也應(yīng)該立即輸出“抱閘閉合”指令。

二、提升機(jī)變流器的工作使能保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

目前來(lái)看，我國(guó)在進(jìn)行礦井提升機(jī)變流器工作使能保護(hù)系統(tǒng)設(shè)定的時(shí)候，通常會(huì)考慮應(yīng)用電子式岸電變流器限流保護(hù)系統(tǒng)，岸電裝置本身具有抵抗多種意外或者惡劣環(huán)境下變流器受干擾的作用，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。在進(jìn)行變流器保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，主要會(huì)涉及過流保護(hù)、過壓保護(hù)以及過熱保護(hù)等，這也是保證變流器運(yùn)行穩(wěn)定性以及安全性的關(guān)鍵。

（一）電子式岸電變流器限流保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在提升機(jī)變流器運(yùn)行的過程中，往往需要多個(gè)組成部分互相配合，對(duì)于電壓頻率均可調(diào)的變流器來(lái)說，如果在運(yùn)行過程中出現(xiàn)支路短路情況，必須要在電流沖擊導(dǎo)致設(shè)備損壞之前關(guān)掉驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，從而使系統(tǒng)處于續(xù)流狀態(tài)。目前來(lái)看，想要實(shí)現(xiàn)對(duì)電子式岸電變流器應(yīng)用性能的有效提升，應(yīng)該注意應(yīng)用硬件限流與軟件控制相結(jié)合的保護(hù)模式，岸電變流器在運(yùn)行過程中受到較大電流沖擊之后，硬件限流與軟件控制可以在第一時(shí)間發(fā)出響應(yīng)，從而保證受到?jīng)_擊的系統(tǒng)可以在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常工作狀態(tài)[2]。首先，對(duì)于硬件限流保護(hù)來(lái)說，在對(duì)其進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的過程中，主要是通過反復(fù)重啟變流器的方式延時(shí)過長(zhǎng)的限制因素影響，其相應(yīng)速度較快，此種方法在應(yīng)用過程中可以有效達(dá)到限流保護(hù)的效果。其次，對(duì)于軟件控制來(lái)說，其主要負(fù)責(zé)維持電流器的輸出波形優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，主要是通過切換控制程序的方式來(lái)將硬件限流與軟件控制的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行有效結(jié)合，這樣可以在很大程度上避免硬件限流電路，反復(fù)重啟設(shè)備以及軟件限流延時(shí)失效的現(xiàn)象出現(xiàn)，使得二者可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，強(qiáng)化了變流器限流保護(hù)的整體效果[3]。

（二）電子式岸電變流器限流保護(hù)系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)

1.相電流檢測(cè)的硬件限流保護(hù)

在進(jìn)行硬件限流保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該充分結(jié)合提升機(jī)變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)驅(qū)動(dòng)軟件關(guān)斷保護(hù)電路的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行相電流檢測(cè)，從而確定功率模塊以及保護(hù)電路信號(hào)傳遞情況。當(dāng)變流器輸出交流電流并且經(jīng)過整流橋電路之后，便會(huì)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，這時(shí)比較器會(huì)將經(jīng)過整流的輸出側(cè)向電流最大值與硬件限流閥值進(jìn)行比較，如果輸出側(cè)向電流最大值大于封鎖閥值時(shí)，則強(qiáng)迫電流下降，通過如此反復(fù)的方式將電流限制在設(shè)定點(diǎn)以下，以此來(lái)保證變流器的正常工作。對(duì)于此種硬件封鎖方式來(lái)說，其主要應(yīng)用優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在響應(yīng)速度快、故障定位準(zhǔn)確、故障排除及時(shí)以及失誤率低等幾個(gè)方面[4]。

2.電流環(huán)控制的軟件限流保護(hù)

在設(shè)定軟件限流保護(hù)系統(tǒng)的時(shí)候，通常會(huì)應(yīng)用切換方法圖（如圖1）的方式，當(dāng)K=1時(shí)，變流器處于正常工作狀態(tài)，進(jìn)而發(fā)揮出控制器的作用。當(dāng)K=0時(shí)，逆變器的限流會(huì)出現(xiàn)中斷控制現(xiàn)象。在進(jìn)行變流器輸出側(cè)向電流采樣計(jì)算的時(shí)候，應(yīng)該注意取最大平均有效值，將其與軟件限流保護(hù)控制閥值進(jìn)行比較，然后將差值送入到電流內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器中[5]。由于軟件限流控制變流器會(huì)在限流保護(hù)的作用下運(yùn)行，在本次設(shè)計(jì)中，要應(yīng)用軟件過流保護(hù)中斷來(lái)自硬件限流電路中的觸發(fā)信號(hào)，通過這種方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)限流保護(hù)電路的有效驅(qū)動(dòng)。

圖1 限流控制與正常模式互為切換方法圖

（三）電子式岸電變流器過濾模塊保護(hù)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行變流器過濾模塊保護(hù)設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該注意先對(duì)變流器功率進(jìn)行過壓保護(hù)，在變流器運(yùn)行過程中，功率器件發(fā)揮出了重要作用，其運(yùn)行情況往往會(huì)直接影響變流器的正常工作。通常情況下，變流器的通斷頻率為數(shù)千赫茲，由于變流器內(nèi)部有較為復(fù)雜的電感存在，其經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在電路回路的運(yùn)行中，因此通常要設(shè)置緩沖電路吸收模塊，通過這種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電路運(yùn)行的有效緩沖，保證其運(yùn)行安全性[6]。現(xiàn)階段，充放電型過壓緩沖電路在變流器中的應(yīng)用較為廣泛，并且在實(shí)際應(yīng)用的過程中發(fā)揮出了較為理想的效果，可以快速恢復(fù)電路正常運(yùn)行狀態(tài)，可通過分流緩沖電阻的方式避免浪涌電壓而吸收，同時(shí)也使得功率損耗得到了有效控制。其次，要注意開展變流器中功率器件的過熱保護(hù)工作，此項(xiàng)工作與電子式岸電變流器的實(shí)際特點(diǎn)有關(guān)，這種變流器雖然功率因數(shù)較高，但是在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，功率器件往往長(zhǎng)期處于高速通斷的狀態(tài)，因此其內(nèi)部工作電流較大，并且電流穩(wěn)定性較差，想要對(duì)其進(jìn)行有效控制往往存在一定難度[7]。這也在很大程度上導(dǎo)致了變流器因?yàn)楣β势骷岵粫骋约伴L(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)而出現(xiàn)局部高溫現(xiàn)象，如果不對(duì)其進(jìn)行有效保護(hù)，可能會(huì)直接影響變流器各項(xiàng)指標(biāo)，從而影響其正常工作。

在進(jìn)行電流器功率器件過熱保護(hù)工作的時(shí)候，應(yīng)該注意先對(duì)散熱板溫度進(jìn)行檢測(cè)，以此來(lái)確定電路的運(yùn)行狀態(tài)，由于變流器的過熱保護(hù)電路是控制過濾模塊的關(guān)鍵，因此要對(duì)過濾模塊的溫度變化情況予以實(shí)時(shí)關(guān)注，一旦發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)溫度過高的現(xiàn)象，應(yīng)該及時(shí)報(bào)警并且關(guān)斷驅(qū)動(dòng)。對(duì)于器件中的分壓電路來(lái)說，其輸出電壓的濾波會(huì)呈現(xiàn)出平滑狀態(tài)，隨后所產(chǎn)生的交流雜波會(huì)被分壓處理，于是便起到了第二次濾波的作用，這一次所產(chǎn)生的濾波為高頻濾波，但是由于很多時(shí)候熱敏阻值較大，很可能會(huì)導(dǎo)致輸出直流電壓損失較大的情況出現(xiàn)，通常情況下這種濾波器會(huì)被應(yīng)用到一些負(fù)載電流較小的場(chǎng)合，這樣才能使濾波器的效果得到有效發(fā)揮。同時(shí)還要注意在兩個(gè)分壓電阻值上分別設(shè)置穩(wěn)壓二極管，這樣可以有效起到防靜電的作用[8]。對(duì)于電流器限流保護(hù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)說，應(yīng)該注意將相電流檢測(cè)的硬件限流保護(hù)電路系統(tǒng)完善作為重要的工作內(nèi)容，這樣才能使變流器更為高效地切回正常工作狀態(tài)。通過將硬件限流電路與軟件限流程序進(jìn)行有效結(jié)合的方式可以使二者優(yōu)勢(shì)得到發(fā)揮，同時(shí)也使得其可以相互補(bǔ)足，避免了設(shè)備反復(fù)重啟以及延時(shí)失效等情況的出現(xiàn)，這也是當(dāng)前我國(guó)升降機(jī)變流器工作使能保護(hù)最為常用的方式。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于礦山工作來(lái)說，提升機(jī)的應(yīng)用必不可少，變流器是提升機(jī)最為重要的組成設(shè)備之一，其運(yùn)行狀態(tài)往往會(huì)直接影響升降機(jī)的運(yùn)行安全。目前來(lái)看，在工作過程中對(duì)“工作使能”命令進(jìn)行撤銷可能會(huì)導(dǎo)致事故發(fā)生，進(jìn)而影響生產(chǎn)，同時(shí)也使得相關(guān)施工技術(shù)人員的人身安全受到威脅。因此，各礦山項(xiàng)目在開采中應(yīng)該適當(dāng)增加變流器工作使能保護(hù)力度，通過這種方式來(lái)保證變流器始終處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，這也使得提升機(jī)的受保護(hù)程度得到有效提升，保證現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)開采生產(chǎn)工作更為順利。