变频调速技术在矿山运输中的应用研究

杨晓光

摘 要：在矿山运输过程中，包括皮带提升机运输和绞车运输都存在着能耗高的问题，这严重影响着矿山企业的经济利益，制约了矿山企业的发展。本论文分析了变频调速技术的基本原理，对其应用优点做了详细的阐述，并对其在运输中的应用方案做了详细的介绍，以供同行参考。

关键词：变频调速技术；提升机；矿山运输；应用研究

中图分类号：TP872 文献标识码：A

能源是社会发展的基石，随着不可再生能源的枯竭，节能降耗已成为企业最重要的任务。当前变频调速技术可以起到工业生产当中的节能作业，降低企业的生产成本，已在各专业领域得到了广泛的应用。在矿山企业的运输系统当中，变频调速技术更是起到了关键作用。论文就变频调速技术的优势做了详细地阐述，对变频调速技术在矿山运输提升机系统中的应用做了详细地研究。

1.变频调速技术的基本原理分析

当前我国矿山行业中基本上采用的交流电牵引采集技术，其中变频调速设备当中都为异步电机理论原理，其转速的计算公式为，n=60f（1-S）/P。公式当中的n是电机的标准转速，单位为r/min；f是机电的定子频率，单位为Hz；P表示电机定子的绕组极对数。由公式可以看出，只有当电机转速同工作电源输入频率者有正线性关系时，就是变频调速技术所期盼的方向，这时能认定对交流电机的要求就趋向于连续平滑大范围调速性能，通过持续平滑调速来改善电源频率，这样就可以实现其变频调速的性能，以上就是当前我国变频调速技术应用的基本原理。

2.变频调速技术在运输提升机中的优势分析

变频调速设备在当前应用比较广泛，其主要在于它的使用存在着很多的优点。具体在以下几点：

（1）变频调速技术可以调整电机的加减速时间，优化系统的启动与停止，确保速度变化与运行的稳定性，从整体上来看就是提高了提升机系统运行效率。

（2）变频调速技术在装备的过程当中容易调试，后期的维修过程也非常简单。矿山运输当中，不同的阶段和地点提升机的工作状态不同。在安装变频调速装置时，我们只需要根据现场工况来接线就可以，然后再设定相关的参数。

（3）变频调速技术实行矢量控制的闭环方式，以额定转矩输出提升机的运行，来实现零速抱闸运行。可以轻松地实现全速控制，避免抱闸闭合带来的不利影响，从而影响设备的使用。

3.变频调速技术在矿山提升机的应用

3.1 矿山提升机的控制系统

矿山提升机运输系统包括传动系统、附属系统、制动系统和操纵系统四大部分，具体情况如下所述。

（1）PLC系统。提升机系统当中有区别于其他的系统，当前采用双PLC工作模式，主机一台用于正常的工作，副机用于备用。假定工作PLC系统出现故障无法正常工作时，系统将会自动实行切换到备用PLC，保障整个系统的正常工作。应用PLC系统自身的高度集成，就能够整合主滚筒轴、电动机轴、轴编码器、天轮等参数，同时对提升器的运行速度、运行位置等进行监视，保障运行。

（2）信号控制。在矿山运输现场，可以将提升系统中的状态运行参数、故障保护信号、指示操作信号等，引入主控单元中，将数据参数、信号等与操作系统内容进行闭锁或逻辑运算，最终输出相应的控制指令。当系统發现异常信号时，就会根据相应的逻辑运算来进行分析，看是否发生了故障，系统能够接收到的相应信号得到相应的结论，然后就会按程度进行相应的处置措施，发生故障就会在机位中显示不同的故障类型，还可以发生相应的声控报警。另外还有着监视监控系统能查看相应的信号，正常运行时相应的信号可以看到，也可以显示出现故障时运行的各项参数。这样就大大方便了相关维修技术人员根据数据进行故障的判定，可以及时的进行维修，保障系统的运转。

3.2 运输系统中提升机变频调速技术的具体方案

（1）转子回路调速系统。在系统加速过程中，每个交流接触器实现吸合作用，转子的网路电阻有所降低，以此保持加速力的平均值稳定性。若要实现提升机的低速度运行，需要在转子中串入相应的大电阻。一般可以将低频电源施加到定子绕组用来改善减速段的负力状况，这种办法叫做实行动力制动。当提升机的电动机处于工作时间时，方案会存在以下几点问题：①触点控制问题。大容量开关的应用使得系统维护难度增加了，降低了运行的可靠性；②开关有级调速问题，系统的加速度无法精准控制，所以就会导致调速不准；③运行的工作效率偏低，低速运会导致电阻消耗过高，不利于能量的利用效率；④耗费的功率为输出功率的1/3，机械特性偏软。此调速方案具有投资少，操作比较简单，容易上手等优点，在小的矿山运输系统中应用较多。

（2）模糊控制系统。控制提升机转速过程中可采取二维输入变量的方式。通过PLC系统的采样功能，获得精确的被控量，接相应程序与之进行定制对比，获得误差信号及误差变化率等参数。将误差信号以及误差变化率的精确量转化为模糊量，再通过模糊推理理论，获得模糊控制量，实行解模糊处理，最终获得控制信号，通过信号传输进行对象控制。模糊控制系统是属于非线性控制，它的工作工作范围和适用范围都非常大，应用面非常广，缺点在于应用的处理信息简单，精度比较小。

结语

当前我国能源法已将变频调速技术列为节能技术加以全面推广，特别是在矿山等相关的能源需求大的行业。在矿山运输系统当中应用变频器的设备不仅仅起到节约能耗的作用，还可以维护设备的安全性，具有高度，高质量的优势，这对提高企业的工作效率起到了积极的作用。变频调速技术对推动我国矿山相关行业的发展起到了积极的作用。

参考文献

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