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【摘 要】 变频调速技术综合优势显著，完全能够满足矿山斜井提升机对于传动装置所提出的性能要求，且节能功效突出，应用潜力巨大。本文主要探索变频调速技术在应用于矿山斜井提升机过程当中的主要方案与问题，分析了该方案下的实施优势，希望能够引起各方关注。
【关键词】 变频调速；矿山；斜井提升机；实现
在变频控制技术蓬勃发展的背景之下，工业领域对于变频调速技术的应用更加的广泛与成熟。探索变频调速技术与矿井斜井提升机的融合，能够促进矿井斜井提升机应用功能的稳定发展，兼顾实现良好的节能功效。本文即围绕这一问题展开详细分析与探讨。
1、变频调速驱动方案分析
一般来说，在矿山开采作业过程当中，综采工作面斜井提升机多为单卷筒提升机。通过货物串车的方式，满足斜井中上行与下放的工况要求。在下放期间，电动机处于发电状态，在上行期间，电动机则处于电动状态当中。这一特殊性要求电动机必须长期保持频繁性的启动状态，正反转减速制动。从安全性的角度考虑，在以变频调速方式驱动电动机的过程当中，主要的实现方案有两种类型：
类型一，变频器配合制动单元配合刹车电阻。在该常规方案下，通过电阻发热的方式对再生能量进行消耗。这种变频调速方案的优势在于：初始投资小，基本能够满足矿井斜井提升的工况要求。但缺点较多，主要为：节能效果不佳；坑内硐室需要布置制动电阻，占用较大面积，长期持续性使用过程当中，制动电阻的散热不佳，容易产生安全事故；制动电阻功率以及制动单元功率受到制动容量的影响，存在一定的局限性。
类型二，引入整流、回馈工作单元，通过整流桥的方式将再生能够回馈至电网系统当中。在本方案下，建议设置可调整的整流输入回馈单元，在传动单元处理基础之上，面向电动机进行电能的供应。而在电动机改变为发电状态以后，则可以利用整流单元将能力回馈至电网当中。综合优势确切，节能效果显著，没有明显的安全隐患，且布置灵活。
综合对以上两类方案优劣势的比较，认为引入整流、回馈工作单元的方案比较适用于矿井斜井提升机变频调速的改造工作当中。
2、变频调速在矿山斜井提升机中的实现分析
在对本实例中矿山斜井提升机进行变频调速改造的过程当中，选择ABB公司所提供的ACS800型变频器作为基础装置。该变频器作为建立在直接转矩控制技术基础之上的交流变频器，除能够满足斜井提升机的提升功能以外，还能够实现包括转矩记忆、功率优化、机械制动、转矩验证、以及限幅开关监控在内的相关功能，综合优势显著。整个变频器的功率部分构成包括三个方面，其一为滤波器装置，其二为供电（回馈）模块，其三为传动（逆变）模块。结合矿井斜井提升机的基本运行需求来看，主要的工作状态包括提升、以及下放这两个方面。在引入变频器的条件下，主要的运行过程可以分为两个方面：
状态一，在矿山斜井提升机的提升过程当中，提升机整体在电动机的拖动作用力下保持上行趋势，电动机处于电动状态下。这也就意味着，变频器需要持续面向电动机进行能量的供应。能量供应期间的构成情况为：整流部分、滤波部分、以及逆变部分。以上构成要素中，逆变部分负责对电机定子供电频率进行调整，结合提升机所处的工况对输出电压进行优化，达到调速的目的。
状态二，在矿山斜井提升机的下放过程当中，提升机整体自重拖动电动机保持下行状态，此过程当中电动机则转化为发电状态。这也就意味着，变频器需要持续面向电网系统进行能量的回馈工作。能量回馈期间的构成情况为：整流部分、逆变回馈部分、以及滤波输出部分。其中，整流环节通过续流二极管完成。电容能够为回馈逆变提供稳定的电压源作为载体，提高逆变的可靠性。最后通过回馈逆变的方式，确保电网电压与模块输出电压在相位上的一致性。
3、综合优势分析
首先，变频调速技术支持对电动机各种运行工况下速度的监测工作，能够根据监测数据集市确定电动机的零速旋转状态，在出现超速运行的情况下及时发出相应的跳闸报警信号；
其次，变频调速技术支持对电动机在正常加速或减速状态下是否能夠跟随速度给定，是否在特殊工况下出现速度偏差异常的问题；
再次，变频调速技术支持根据工况需求设定不同的停车类型，例如支持仅带有转矩限制的停车，或仅带有机械制动的停车，或同时带有转矩限制与机械制动的停车。
4、结束语
矿井斜井提升机在矿井生产作业中占据着相当重要的位置，是关键性的设备之一。斜井提升机所处环境有特殊性，动作往复，在频繁的加速、等速、均速、减速、加速过程当中，容易出现能量的浪费问题，且运行不够稳定。为解决这一问题，文章尝试研究将变频调速技术引入提升机传动系统当中，分析了变频调速驱动方案的选择问题，研究了变频调速在矿山斜井提升机中的实现方案，并就其优势进行了阐述，希望能够为实践提供一定借鉴。
参考文献：
[1]栗忠魁，阮毅，宗剑等.直流架线式矿用电机车变频调速控制系统的设计[J].电机与控制应用，2011，38（5）：27-30，35.
[2]聂文艳，王仲根.基于单片机变频调速技术在矿山架线电机车上的应用[J].煤矿机械，2009，30（1）：203-204.
[3]刘佃雷，王誉钦，田福海等.矿山空气压缩机变频调速节能技术应用研究[C].//第十五届全国电气自动化与电控系统学术年会论文集.2011：54-56.
【关键词】 变频调速；矿山；斜井提升机；实现
在变频控制技术蓬勃发展的背景之下，工业领域对于变频调速技术的应用更加的广泛与成熟。探索变频调速技术与矿井斜井提升机的融合，能够促进矿井斜井提升机应用功能的稳定发展，兼顾实现良好的节能功效。本文即围绕这一问题展开详细分析与探讨。
1、变频调速驱动方案分析
一般来说，在矿山开采作业过程当中，综采工作面斜井提升机多为单卷筒提升机。通过货物串车的方式，满足斜井中上行与下放的工况要求。在下放期间，电动机处于发电状态，在上行期间，电动机则处于电动状态当中。这一特殊性要求电动机必须长期保持频繁性的启动状态，正反转减速制动。从安全性的角度考虑，在以变频调速方式驱动电动机的过程当中，主要的实现方案有两种类型：
类型一，变频器配合制动单元配合刹车电阻。在该常规方案下，通过电阻发热的方式对再生能量进行消耗。这种变频调速方案的优势在于：初始投资小，基本能够满足矿井斜井提升的工况要求。但缺点较多，主要为：节能效果不佳；坑内硐室需要布置制动电阻，占用较大面积，长期持续性使用过程当中，制动电阻的散热不佳，容易产生安全事故；制动电阻功率以及制动单元功率受到制动容量的影响，存在一定的局限性。
类型二，引入整流、回馈工作单元，通过整流桥的方式将再生能够回馈至电网系统当中。在本方案下，建议设置可调整的整流输入回馈单元，在传动单元处理基础之上，面向电动机进行电能的供应。而在电动机改变为发电状态以后，则可以利用整流单元将能力回馈至电网当中。综合优势确切，节能效果显著，没有明显的安全隐患，且布置灵活。
综合对以上两类方案优劣势的比较，认为引入整流、回馈工作单元的方案比较适用于矿井斜井提升机变频调速的改造工作当中。
2、变频调速在矿山斜井提升机中的实现分析
在对本实例中矿山斜井提升机进行变频调速改造的过程当中，选择ABB公司所提供的ACS800型变频器作为基础装置。该变频器作为建立在直接转矩控制技术基础之上的交流变频器，除能够满足斜井提升机的提升功能以外，还能够实现包括转矩记忆、功率优化、机械制动、转矩验证、以及限幅开关监控在内的相关功能，综合优势显著。整个变频器的功率部分构成包括三个方面，其一为滤波器装置，其二为供电（回馈）模块，其三为传动（逆变）模块。结合矿井斜井提升机的基本运行需求来看，主要的工作状态包括提升、以及下放这两个方面。在引入变频器的条件下，主要的运行过程可以分为两个方面：
状态一，在矿山斜井提升机的提升过程当中，提升机整体在电动机的拖动作用力下保持上行趋势，电动机处于电动状态下。这也就意味着，变频器需要持续面向电动机进行能量的供应。能量供应期间的构成情况为：整流部分、滤波部分、以及逆变部分。以上构成要素中，逆变部分负责对电机定子供电频率进行调整，结合提升机所处的工况对输出电压进行优化，达到调速的目的。
状态二，在矿山斜井提升机的下放过程当中，提升机整体自重拖动电动机保持下行状态，此过程当中电动机则转化为发电状态。这也就意味着，变频器需要持续面向电网系统进行能量的回馈工作。能量回馈期间的构成情况为：整流部分、逆变回馈部分、以及滤波输出部分。其中，整流环节通过续流二极管完成。电容能够为回馈逆变提供稳定的电压源作为载体，提高逆变的可靠性。最后通过回馈逆变的方式，确保电网电压与模块输出电压在相位上的一致性。
3、综合优势分析
首先，变频调速技术支持对电动机各种运行工况下速度的监测工作，能够根据监测数据集市确定电动机的零速旋转状态，在出现超速运行的情况下及时发出相应的跳闸报警信号；
其次，变频调速技术支持对电动机在正常加速或减速状态下是否能夠跟随速度给定，是否在特殊工况下出现速度偏差异常的问题；
再次，变频调速技术支持根据工况需求设定不同的停车类型，例如支持仅带有转矩限制的停车，或仅带有机械制动的停车，或同时带有转矩限制与机械制动的停车。
4、结束语
矿井斜井提升机在矿井生产作业中占据着相当重要的位置，是关键性的设备之一。斜井提升机所处环境有特殊性，动作往复，在频繁的加速、等速、均速、减速、加速过程当中，容易出现能量的浪费问题，且运行不够稳定。为解决这一问题，文章尝试研究将变频调速技术引入提升机传动系统当中，分析了变频调速驱动方案的选择问题，研究了变频调速在矿山斜井提升机中的实现方案，并就其优势进行了阐述，希望能够为实践提供一定借鉴。
参考文献：
[1]栗忠魁，阮毅，宗剑等.直流架线式矿用电机车变频调速控制系统的设计[J].电机与控制应用，2011，38（5）：27-30，35.
[2]聂文艳，王仲根.基于单片机变频调速技术在矿山架线电机车上的应用[J].煤矿机械，2009，30（1）：203-204.
[3]刘佃雷，王誉钦，田福海等.矿山空气压缩机变频调速节能技术应用研究[C].//第十五届全国电气自动化与电控系统学术年会论文集.2011：54-56.