矿山机电设备变频控制技术研究

田树河

摘 要：采矿事业在先进的采矿技术的强力支持下，逐渐有了各种突破性的进展，为了提升采矿工作水平，构建安全的采矿环境，技术人员加大对采矿时可应用的机电设备进行了改进，一些智能化的机电设备可以被用到矿山开采工作之中，为了对这种先进的高性能的机电设备加以控制，极具针对性的变频控制技术被改进，能够对多个采矿环节应用的机电设备加以综合化的控制。本文对这种控制技术简要分析。

关键词：矿山；机电设备；变频控制技术

电子技术对于采矿事业的支持体现在很多方面，很多电子技术不但将采矿工作效率提升，同时还增强了采矿环境以及采矿行为的安全性，机电设备可以辅助采矿工人的日常工作，为了提升矿山应用的机电设备的工作效率，降低其消耗的电能，具有变频功能的机电设备被进行各种技术性改进，变频控制技术的优势就体现在高效以及节能两个方面，本文对矿山这一工作环境中可应用的变频控制机电设备的技术全面阐释。

1 变频控制技术概述

交流变频调速技术是包含了电力电子技术、点击传动技术、微机技术的综合型应用，是结合机电与强弱电混合的综合型技术。其实质是采用电力半导体器件通断作用将工频电源变换成为其他频率的电能控制装置，而基本原理是通过整理将工频交流电压转换为直流电压，再通过逆变器改变为频率、电压可调的交流电压作为交流电机的驱动能源，使得电动机得到无级调速的电压与电流，是一种无附加损耗的有效调速方式之一。变频调速技术能根据电机负载的变化来实现自动、平滑的增减速，使得工作效率大幅度提高，因此此项技术在能源危机中产生并不断发展。随后在功率器件上更换了GTR、IGBT，同时经一部发展成为智能功率模块。在控制技术上，压频比控制方式取得了很大的改进，在实际变频器中矢量控制和转矩直接控制方式的到了广泛的应用，并同时开发出了模糊自动化控制、人工神经网络等新的研究方向。

2 实际应用

2.1 被用于提升性设备中

提升机设备是大部分矿山开采活动中均会应用到的一种机电设备，应用这种具有提升功能的设备主要是为了确保传送工作人员以及物料的安全性，在矿井这种生产环境中的应用极为广泛，在应用并控制提升机设备时，需要将金属材质的电阻安装到转子电路之中，在调整提升机的运行速度时，可以应用接触器或者鼓性控制器，在合适的时间中切除电阻，这种调速方式会增加电阻的消耗量，同时还会使提升机出现散热问题，受到电阻调速活动的影响，其精度也被降低，在进行下放或者减速操作时，应用低频性的电源或者直流类型的电源会使设备受损，同时也会浪费电能，提升性设备还会出现安全问题。

在应用提升性设备过程中加入变频控制技术之后，以上的大部分应用问题都能被消除，提升机电设备可以始终保持一种平稳运行的安全状态。技术者需要应用编程器来编写操作程序，通过编程操作指对继电器的逻辑关系有效完成，在在何种操作之下，梯形图与电路图之间的转换处理也比较简便。在外部线路中的机电设备数量并不多，因此其不需要较大的占地空间，故障出现的次数也被减少，维护工作量也随之减少。在检查机电设备的故障时可以直接借助编程器与显示器有效查找，对于电气以及机械等方面的故障均可有效检测。与常规控制技术相比，该种控制技术既可被扩展，同时也拥有极高的控制精度。其回馈制动装置可以充分节省设备运行时消耗的电能，当提升设备处于负力的工作状态时，其制动力矩数值增加，绞车也具有了更安全性，在控制该种提升设备的制动与速度时，并不需要应用机械装置，仅仅依靠电气控制技术就能完成控制任务，机械不会频繁出现磨损情况，其在矿山中的使用时间也被延长。

2.2 被用于通风机设备中

通风设备也是矿山开采中的必备设备之一，尤其是在生产矿物这一工作环节更是不可缺失，通风设备一般需要运作相对比较长的时间，随着矿物挖掘工作朝着更胜的位置前进，矿井之中风力压力也被增加，通风机必须要拥有更大的运转效率，控制通风设备的功率是比较艰难的工作，应用變频控制技术后，可以根据实际的风量来对通风设备的运作速度加以控制，设备在启动时并不会受到电流冲击的影响，工作人员还能够根据自己的操作需求来启动或者停止通风设备。

2.3 被应用于皮带机设备

皮带机的功率较提升机来说更大，它是通过然绕线电机经转子绕组降压启动后工频巡行，经液力耦合器切换到皮带机。其工作原理是通过驱动轮毂，依靠摩擦力牵动皮带运动，皮带通过其特殊的张力变形以及摩擦力带动在滚轴上运动。其中转子串接电阻改善转矩和减压空载启动等方法，但启动电流还是过大，这样容易产生电网电压剧烈波动、电机内部机械冲激、发热等现象。由于启动时间过短，加大了皮带断裂、老化，要求皮带任性够强。液力耦合器运转时引起内部油温上升，磨碎部件程度加大等，既加大了维护难度与成本，还污染社会环境，导致难以功率平均和同步问题。采用变频技术实现皮带传输机软起、软停等运行方式，稳定了皮带机工作性能。改造之后，系统可以根据负载变化情况，调整输出频率和力矩，改变了以往电机工频恒速运行模式，在一定程度上节约电力能源消耗。

2.4 在其他设备中的应用

在电控系统和保护系统中采用变频调速技术，其中有一些具体细节，输入电源660V，频率大小为50Hz，输出功率可在0～50之间调节，电压变动范围必须保持在负15%到正10%，频率变动的范围保持在负2.5%到正2.5%，过载能力要强，在负载变化负120%到正120%额定负载中符合四象限运行要求。有自动转矩提升功能，在低频运转的时候，能准确保证全部额定转矩，保护好各个元件过热现象。快开门方式应用于控制箱当中，电气控制应用双PLC全数字控制系统，硬件电路互相荣誉做好绞车提升控制与数字监控，并且在PLC发生故障能技术完成零食提升。在控制系统中配置正常操作，设置各种保护设备，其中过卷装置、限速装置和加速功能保护成为相互独立的双线模式。

3 结束语

采矿事业属于极具社会性意义的重要经济性产业，与一般的经济生产行为不同，矿山开采活动的生产周期长，生产体系也更为庞大，应用机电设备可以使矿山开采活动更为稳定，控制大型机电设备的工作比较艰难，但是变频技术的加入却简化了机电设备的操作方式，同时降低了拆装设备的难度，本文从变频控制技术本身以及在矿山这一工作环境中的应用两个角度，解析了变频控制技术，技术人员还需要以实际的采矿行为为准，进一步调整变频技术以及机电设备，使其在采矿事业中起到更强的辅助性作用。

参考文献：

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