浅谈变频调速技术在煤矿斜井提升机的应用

湖南铁道职业技术学院 段树华

浅谈变频调速技术在煤矿斜井提升机的应用

湖南铁道职业技术学院 段树华

21世纪是工业化时代，工业生产中电动机的应用不可避免。无论是直流电动机还是交流电动机，单一的运转速度已经不能适应生产需求。随着人们生活水平逐渐提高，在追求高品质的生活的前提下，相对应的对于各种电动机的性能要求越来越高，快速已经不再是人们最看重的特性，稳定和安全才是人们在生产生活中所追求的，变频调速技术让一切都变成现实。随着变频调速技术的发展，电动机能够实现平稳启动，安全运行。煤矿斜井提升机就是利用了这一技术，让设备运行得更加稳定、更加安全。

变频调速技术；煤矿斜井提升机；具体应用

1 前言

矿井提升机的应用相当广泛，可以用在煤炭、金属、化工等竖井、斜井系统中来提升矿井中的物料和一些机器设备等。一般来说，矿山的开采都是需要24小时连续运转的，对于电动机的性能要求较高，当然，对于这种电动机，速度已经不再是第一要求，稳定和安全显得更为重要。作为煤矿斜井提升机，一般会有专门的变频器来控制固定的提升电动机的运转，此类变频器可以设置速度运行曲线，把信号传给控制器，告诉控制器电动机在何时以什么样的速度运行，从而保证了电动机在启动时能够安全启动，平稳运行，在要求加速的地方加速，要求减速的地方减速。

2 变频调速技术背景

变频调速技术的发展与电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的发展息息相关。它主要是利用电力半导体所具有的通断作用，使工频电源改变为可以控制的其他频率进而改变电机中的电频率来进行调速的。目前，变频技术已经应用于各行各业，我们所熟知的变频空调就是应用之一，它主要是利用了变频节能这一优点，随着科技发展越来越快，能源消耗也逐渐增加，而变频技术的发展解决了能源的高消耗问题。其次，对于调速性能来说，高精度，宽范围也是变频调速技术令人着迷的两大主要优点，不仅节能，而且经济，适用于各行各业。为了满足不同的客户需求，各种不同性能的变频器应运而生，其内部会有专门的模块化设计，因此，环境适应能力较强，集成化程度较高，结构相对来说变得简单，维护起来也更容易，经济效益提升的同时提高了设备的工作效率。

3 煤矿斜井提升机

3.1 煤矿斜井提升机的特点

煤矿斜井提升机是恒速负载运行的，即提升机进行工作的时候，速度不会发生相应的改变，因此，需要很好的稳定性。但是，实际在运送材料或者设备时，负载电阻可能会发生扭转变化，稳定性相对较差，而变频技术正好能解决这一点。利用变频驱动系统中的矢量控制，该控制具有高速状态下性能好和低速状态下长期运行的特点，而且通过速度反馈，能够在变频器设定好的速度曲线下自动调节，确保了整个运输线安全可靠。随着变频调速技术的发展，电动机能够实现平稳启动，安全运行。煤矿斜井提升机就是利用这一技术，让设备运行得更加稳定、安全。

3.2 变频调速的特点

煤矿提升机需要达到软启动和多电机驱动下的功率平衡，在变频器驱动下，电机能够实现软启动，使输出功率处于稳定状态。变频器大多是半导体电子器件的集成，其寿命依靠电子寿命来决定。根据设定好的平滑的速度曲线进行软启动，不会出现冲击幅度过大导致设备出现损坏，检修量减少，维护成本降低。在煤矿提升设备上应用变频调速技术后，不但能使提升机的运行更安全平稳、易控制，而且还可显著节能。国家大力提倡可持续健康发展战略，该技术的应用正是响应了国家煤矿节能降耗发展的号召，有利于实现煤矿的可持续健康发展，因此变频调速技术在煤矿提升设备中值得推广与应用。

4 展望

强弱电结合、机电一体化是变频调速技术的特点。在功率级的控制下可以解决高电压、大电流方面的技术问题和新型电力电子器件的应用技术问题，控制级部分是要解决数字化控制的硬、软件开发问题。鉴于这两方面，未来变频调速技术的发展方向主要有以下两点：

（1）各种控制方法和控制策略的进一步发展，提高变频调速性能。

（2）提高变频器的功率因数，减少电网侧和负载侧的谐波。

大功率电子元器件的出现为交流变频技术的发展打开了新世界的大门，总体上来说，近年来我国在变频技术硬件上取得了巨大的进步。随着电力电子器件的升级及控制技术的发展，变频调速技术发展越来越成熟，虽然目前为止国外的变频调速技术仍然比中国先进，国产变频器的性能在精度上和稳定性上没有国外的变频器可靠性能好，但是在很多企业的研究开发下，相信不久之后，中国市场的变频调速技术将会走上全世界。

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段树华，男，1977年出生，湖南省株洲市人，硕士，副教授，研究方向：电气控制技术。