高壓變頻器在煤礦提升機(jī)中的應(yīng)用

秦振

摘 要：隨著社會的發(fā)展和時(shí)代的變遷，各類科技成果不斷的融入到各行各業(yè)中，以煤礦生產(chǎn)為例，當(dāng)前的煤礦生產(chǎn)企業(yè)在實(shí)際的運(yùn)營過程中，仍舊會遇到各類的發(fā)展阻礙，這些阻礙性問題，不僅會阻礙煤礦生產(chǎn)，同時(shí)也會降低煤礦生產(chǎn)效率，也會大大的降低整體性煤礦生產(chǎn)的效益，而筆者則針對煤礦生產(chǎn)中高壓變頻器在煤礦提升機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，旨在為煤礦生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用煤礦提升的方式提供借鑒，以下為詳述。

關(guān)鍵詞：高壓變頻器；煤礦提升機(jī)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.062

煤礦提升機(jī)是煤礦開采中極為重要的組成部分，可謂煤礦生產(chǎn)中的四大重要設(shè)備之一，在此過程中，如果未能切實(shí)把控應(yīng)用方式的科學(xué)性，將會極大地降低煤礦生產(chǎn)效益，還會出現(xiàn)諸多的問題。因此，煤礦生產(chǎn)企業(yè)在實(shí)際的運(yùn)營過程中，應(yīng)當(dāng)充分的把控電氣系統(tǒng)的運(yùn)作高效性和可靠性，保證其應(yīng)用精度和速度。

1 對于提升電控調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用過程中易出現(xiàn)的問題分析

其一，對于直流調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行中易出現(xiàn)的問題分析。一，常被應(yīng)用于小功率提升系統(tǒng)中。二，直流電機(jī)存在換向器和電刷，其實(shí)際制造工藝以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為繁雜，需要落實(shí)的維護(hù)工作量較大，導(dǎo)致人工經(jīng)費(fèi)較高，間接地增加了企業(yè)運(yùn)營成本。三，直流調(diào)速系統(tǒng)中的晶閘管整流設(shè)備在實(shí)際的運(yùn)行中，會給環(huán)境帶來的污染極其嚴(yán)重，這一情況也是典型的電力公害問題。四，直流電機(jī)的重量較大、體積也較大，所需要的功率也較大[1]。

其二，對于交流調(diào)速系統(tǒng)中易出現(xiàn)的問題分析。在實(shí)際的煤礦提升機(jī)應(yīng)用過程中，仍舊會運(yùn)用交流單機(jī)提升系統(tǒng)，而且所應(yīng)用的調(diào)速方式依舊是繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻，這樣的使用方式將會引發(fā)諸多的問題。一，調(diào)速屬于有機(jī)調(diào)速的范疇，因此，將會導(dǎo)致運(yùn)行出現(xiàn)不穩(wěn)，最終極易引發(fā)機(jī)械和電氣沖擊問題。二，當(dāng)煤礦提升機(jī)在實(shí)際的運(yùn)作過程中，還會受到繞線電機(jī)滑環(huán)出現(xiàn)接觸不良等問題的影響，引發(fā)設(shè)備故障問題，極大的阻礙了提升機(jī)的運(yùn)作進(jìn)度，還降低了系統(tǒng)的運(yùn)作效率，無法滿足實(shí)際的煤礦生產(chǎn)需求。三，轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)情況，將會增加能源耗費(fèi)，間接地提升了煤礦生產(chǎn)企業(yè)的運(yùn)營成本。四，在啟動和關(guān)閉電流的過程中，在此過程中所導(dǎo)致的電流沖擊較大[2]。

其三，對于交-交變頻調(diào)速裝置的問題分析。在應(yīng)用這一變頻調(diào)速裝置時(shí)，具有諸多的優(yōu)勢，其調(diào)速性能較高，可四象限同時(shí)運(yùn)行，但是在應(yīng)用這一裝置的過程中，如果未能切實(shí)把控措施，仍舊易出現(xiàn)諸多的阻礙性問題，比如，它需要配備專用低頻電機(jī)，這樣的方式將會給環(huán)境造成較大的污染，同時(shí)它的功率因數(shù)極低，給設(shè)備造成的影響極大，因此，就要安裝因數(shù)補(bǔ)償裝置以及和諧波控制裝置，對這一問題進(jìn)行避免，致使總資金投入成本增加。

2 對于交-直-交變頻調(diào)速的優(yōu)勢分析

多點(diǎn)平行變頻調(diào)速具有諸多的應(yīng)用優(yōu)勢，因此，這一變頻器的應(yīng)用也被稱作“完美無諧波功率單元串聯(lián)多電平變頻器”筆者對其實(shí)際應(yīng)用中所體現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)和歸納，以下為詳述。

其一，此變頻器調(diào)速所應(yīng)用的為多重化技術(shù)輸出，不會對電網(wǎng)造成無諧波污染。其二，不需要增設(shè)其他處理設(shè)備，間接的降低了運(yùn)營成本。其三，此變頻調(diào)速器所運(yùn)用的變頻單位串聯(lián)使dv/dt極小，不會對電機(jī)絕緣造成損壞。其四，這一變頻調(diào)速器的輸入功率因素較強(qiáng)，因此，無法對其他設(shè)備以及電網(wǎng)等造成干擾。

3 對于交-直-交變頻調(diào)速的原理分析

煤礦提升機(jī)所應(yīng)用的電壓一般為六千伏，而后經(jīng)由隔離移相變壓器移相降壓之后的供給多個(gè)變頻功率單位580v額定電壓，變頻功率單元為三相輸入單相輸出，三相Y型進(jìn)行連接，輸出最高的電壓為三千五百伏，線電壓為六千伏，進(jìn)而對高壓電動機(jī)進(jìn)行能源供給，最終實(shí)現(xiàn)電機(jī)的運(yùn)作和調(diào)速。

應(yīng)用變頻器功率單元的二次線圈相互存在一個(gè)相位差，此時(shí)的輸出較為多重化，因此，可以將各個(gè)單位內(nèi)的諧波予以剔除，最終真正實(shí)現(xiàn)無污染運(yùn)作，也是真正的綠色高壓變頻器。

變頻功率單元的輸出一般都會運(yùn)用多電平移相PWM技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，每相有六個(gè)變頻功率單位通過串聯(lián)的方式予以連接，此時(shí)的多電平PWM技術(shù)所輸出的電機(jī)電壓波已經(jīng)極其接近正弦波，因此，這一變頻器的應(yīng)用對于電動機(jī)并不存在過多的要求，可見，這一變頻器適用于大部分的煤礦生產(chǎn)中的電動力運(yùn)作。

參照變頻功率以及電壓等級來確定具體的單位級數(shù)，而后疊加為多級移相整流方式，進(jìn)而構(gòu)成從幾十個(gè)到幾百個(gè)不等的脈沖整流效果，這樣的運(yùn)作方式利于后期對電流波形的改善，同時(shí)也可以降低網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)，不需再應(yīng)用功率補(bǔ)償或是有關(guān)的抑制裝置，符合網(wǎng)側(cè)電能質(zhì)量需求。

輸出側(cè)結(jié)構(gòu)的分析：輸出側(cè)結(jié)構(gòu)由輸出端的串聯(lián)以及各個(gè)變頻功率單元組合而成，而三相再形成Y形連接，對變壓變頻的高壓予以輸出，再對高壓電動機(jī)予以直接輸出，此時(shí)，如果變頻功率出現(xiàn)故障問題時(shí)，則可以利用單位旁路的系統(tǒng)予以直接供電，此時(shí)的變頻器則可以繼續(xù)通過降額的方式運(yùn)作，可以有效的防止多個(gè)環(huán)節(jié)停機(jī)所引發(fā)的各類問題。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著社會的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，當(dāng)前人們各類能源種類的需求越發(fā)提升，尤其是對于煤礦的需求。在此發(fā)展背景下，要想進(jìn)一步滿足人們的實(shí)際需求，就要運(yùn)用科學(xué)的手段進(jìn)行煤礦開發(fā)和生產(chǎn)，將先進(jìn)科技成果融入到煤礦開采中，而變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用就是其中的典型，在實(shí)際的煤礦開采和生產(chǎn)中，煤礦主井提升系統(tǒng)是其中極為重要的環(huán)節(jié)，也是確保煤礦開采效率的重要環(huán)節(jié)，因此，一定要切實(shí)的把控高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，并將其優(yōu)勢凸顯出來，在應(yīng)用變頻調(diào)速系統(tǒng)之前，應(yīng)當(dāng)提前對煤礦生產(chǎn)的實(shí)際情況予以分析，并探究具體的煤礦變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢和缺點(diǎn)，同時(shí)還要結(jié)合變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用中易出現(xiàn)的問題，將這些阻礙性問題予以避免，切實(shí)提升煤礦生產(chǎn)效率，同時(shí)也保證煤礦生產(chǎn)的科學(xué)性、高效性以及合理性，滿足煤礦開采條例中的內(nèi)容，間接地提升煤礦開采企業(yè)的運(yùn)營效益，為社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展增添動力。

參考文獻(xiàn)：

[1]張衛(wèi)星，齊晨曦，張麗娜等.PLC-高壓變頻器在煤礦提升機(jī)上的應(yīng)用[C].2014第二屆煤炭科技創(chuàng)新高峰論壇論文集，2014：226-228.

[2]陳琳，韓振興.高壓變頻器在煤礦提升系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2011，32（05）：202-203.