关于连续采煤机变频调速装置的研究

刘寒

摘 要：变频调速是连续采煤机未来发展的方向。这一发展方向能够提高采煤机的工作性能，深化应用变频调速技术，改善连续采煤机的运行方式，并提供高效率的机械运行方式，促进变频调速装置在连续采煤机中的成熟化运行。

关键词：连续采煤机；变频调速装置；控制回路；漏电保护

中图分类号：TM921.51；TD421.6+5 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.090

连续采煤机是采煤行业中的重要设备。随着采煤行业的发展，连续采煤机面临着很大的压力，而采用变频调速装置取代传统的液压设备，能够改善连续采煤机的运行方式。目前，连续采煤机中的变频调速装置正在朝着成熟化的方向发展，其在采煤机的运行过程中可以根据采煤的工况调节机械运行，降低连续采煤机的能耗。

1 连续采煤机变频调速装置的硬件设计

连续采煤机变频调速装置的核心是主回路和控制回路，分别负责电力转换和信号控制。结合连续采煤机变频调速装置的运行，分析硬件设计的实践应用。

1.1 主回路设计

主回路在连续采煤机的变频调速装置中负责多类电路的控制，例如逆变电路、整流电路等，同时在连续采煤机的电路中发挥着有效的控制作用，不仅能确保各项电路按照连续采煤机的需求运行，提供低能耗的运行方式，还能准确地检测电流电路，实现连续采煤机的高效运行。

根据连续采煤机变频调速装置中的主回路设计，分析主回路在变频调速装置中的控制功能，主要有：①在变频调速装置的整流电路中，利用二极管构成整流桥，并设置成密封结构，使直流电压保持在输入值的1.35倍左右，以便维护变频调速装置的稳定性。②滤波电容的设计可维护直流电压的稳定性，消除整流纹波。电容器采取串联的方式，同时设计均压电阻，以维护电容的安全状态。③不能在接电的装载下随意打开变频箱体，必须在放电的情况下处理箱体。④变频调速装置的电抗器部分需准确降低连续采煤机的电压，以免产生过大的冲击，保证变频调速装置的正常运行，最主要的是营造良好的绝缘环境，防止漏电，产生过电压。

1.2 控制回路设计

连续采煤机变频调速装置中的控制回路设计相对比较复杂。按照连续采煤机信号控制的要求，规范不同模块的回路设计，促使各个控制模板均能发挥自身的功能。

在连续采煤机变频调速装置的控制回路设计中，比较关键的几点模块设计有：①PLC控制。采取集中控制的方法，促使变频调速装置可以准确地采集外围的信号，然后作为实时通信信号传输到连续采煤机，起到连接和控制的作用。②模拟量的输入设计。模拟量的输入设计用来处理变频调速装置中的模拟信号。③模拟量的输出设计。模拟量的输出设计用于转化连续采煤机中CPU的信号，准确输送变频信号，控制连续采煤机的信号，包括运行速度。④信号的转换设计。信号的转换设计是模拟量到变频器的连接部分，专门用来控制采煤机的启停和运行，具有高水平的控制功能，能有效控制采煤机的变频运行。

2 连续采煤机中变频调速装置的选择

变频调速装置的选择需要按照连续采煤机的特性进行，需满足电动机在负载状态下的电压、频率需求。工况不同，连续采煤机的变频调速装置的控制效果不同。利用变频器实现工况控制，按照工况要求，选择合适的变频调速装置。一般情况下，连续采煤机的变频调速装置需要适应采煤机的频繁启停，便于控制割煤的效率，优化采煤机的运行环境，确保采煤机具有准确的变换能力。变频装置不仅要满足工况需求，还要在接收指令后，迅速执行指令的内容，保证变频调速装置能够在最短的时间内完成响应过程。所以连续采煤机中的变频调速装置需要具备足够好的过载性能，以便准确地完成采煤工作，完善采煤机的操作过程，发挥变频调速装置的控制优势，完善其在采煤行业中的运行。

3 漏电保护策略

漏电保护设计是变频调速装置相关研究中的重点部分，能防止连续采煤机发生触电或短路的危险。变频调速装置在连续采煤机中采用了整流、逆变的方式，如果采煤机出现漏电的情况，变频调速装置中的漏电保护策略就可以发挥有效的保护作用。

3.1 选择漏电保护的方式

连续采煤机变频调速装置的漏电保护方式有很多，需根据变频调速的实际情况选择合适的漏电保护方式。以附加直流检测保护为例，分析其在变频调速装置中的应用。附加直流检测保护的确定性强，可在瞬时的状态下，直接在变频调速装置中完成漏电保护。附加直流检测保护的性能与变频调速装置本身无关系。与其他漏电保护方式相比，该方式符合变频调速装置的要求，不仅动作精确，而且安全性能高。

3.2 漏电保护的实践要求

连续采煤机变频调速装置对漏电保护的实践提出了新的要求，促使漏电保护可以按照变频调速的要求实现高效率的保护设计。漏电保护的实践要求主要有：①输入电压的范围为75%～100%额定；②改变分布电容；③改变载波频率；④控制变频装置的输出频率，保证在安全的范围内。

4 结束语

变频调速装置在连续采煤机中具有稳定、可靠的特性，在煤矿作业中的优势较为明显，完善了采煤机的运行环境。在采煤机设备中，加大对变频调速装置的研究力度，选择合适的变频装置，同时落实漏电保护策略，保证变频装置在连续采煤机中的正常运行能够大大提高采煤机的运行效率。

参考文献

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[3]呼守信.连续采煤机变频调速装置独立控制保护电路设计[J].煤矿机电，2011（06）：36-38，41.

〔编辑：王霞〕