猴車軟啟動與防掉繩裝置的研制與使用

文/閆勇

猴車全稱為礦山架空乘人索道，主要的用途就是對地下礦山工人進行傳送。目前煤礦生產中對猴車的使用不斷增加，怎樣保證候車的安全運行也逐漸成為了人們關注的重點問題。在猴車啟動過程中如果猴車鋼絲繩扭勁，很容易造成猴車鋼絲繩脫落，給猴車運行和工作人員帶來危險，基于此種危險情況，本文就將對猴車軟啟動和防掉繩裝置的研制進行詳細研究，希望能為猴車安全運行提供一定參考和幫助。

1 猴車結構特征和主要工作原理

猴車裝置主要是借助電動機作用帶動減速機的驅動輪，在摩擦傳動架空線路上對索輪上的無極鋼絲繩進行支撐，在鋼絲繩對吊椅和尾輪之間進行相應的循環(huán)運動。在此環(huán)節(jié)中，鋼絲繩借助尾部張緊裝置進行張緊運動，有效實現鋼絲繩在托輪減的張力，設有上下站機構。其中猴車設備主要有驅動裝置、被動尾輪裝置、張緊裝置、運載索道、拖繩、乘人吊具和抱索器、電控部分等組成。

2 猴車電控系統組成

猴車電控系統主要有PLC 防爆電控箱、本案操作臺、磁力啟動機、制動器磁力啟動器等，通過對失壓、短路、過載保護猴車系統綜合保護裝置的結合，組成猴車電控系統。此種裝置主要應用的是日本三菱PLC 技術，通過設備的使用對系統控制工作進行編程。一般猴車裝置需要設置相應保護裝置：過速、欠速保護、鋼絲繩張緊保護和過卷保護等。

3 對PLC技術和軟啟動控制器的結合

在猴車啟動過程中，突然啟動的裝置對于電機、減速機和尾輪等機械設備產生嚴重的震動沖擊，很容易造成設備損壞，設備在此種情況下出現嚴重磨損，不利于工作的正常運行，甚至還將對工作人員生命安全產生影響。猴車電控系統對軟啟動控制器的加裝，可以保證猴車電控系統和軟啟動控制器的充分結合，有助于降低對機械設備的沖擊，為乘坐猴車人員的安全性提供有效保障。在PLC 控制系統中通過對編程的有效控制，需要輸出常開接點，在帶動小型繼電器的過程中，對軟啟動中的按鈕進行帶動，在有效軟啟動的同時，保證軟停止。在對該組合系統進行應用的過程中，可以更好的幫助電機實現平滑加速，不會對電機減壓啟動器中出現的瞬間扭矩沖擊問題，也不會產生電機減壓啟動器的電壓和電流沖擊問題。

4 軟啟動的工作原理

軟啟動器借助三相反并聯晶閘管作為主要調壓器，固定在電源和電動機定子之間。這種電路比如三項全控橋式整流電路工作方式相對比較復雜。在對軟啟動器進行使用的過程中，晶閘管中的輸出電壓會不斷增加，而電動機的加速過程中，會對晶閘管進行有效導通，而電動機工作會更有效的表現在額定電壓機械特性中，在保證平滑啟動的過程中，對啟動電流進行合理控制，避免出現過流跳閘的問題。如果電機在工作中達到了額定轉速要求，在啟動過程結束后，軟啟動器會自動借助旁路接觸器實現對晶閘管工作的要求，從而對電動機的正常運轉和工作提供所需電壓，避免出現晶閘管熱損耗問題的出現，這種方式不僅能對軟啟動器自身使用壽命進行提升，對于工作效率的提升，降低電網諧波污染有著重要影響。

5 軟啟動和全壓啟動的有效對比

通過對軟啟動和全壓啟動器的有效對比，可以發(fā)現軟啟動的優(yōu)勢更為顯著，軟啟動的優(yōu)勢特征主要表現為：

（1）能對電網電壓產生相關性波動。

（2）對電網的影響顯著。經研究對比，對電網的影響主要分為兩個方面：首先，超大型電機的直接啟動會在電路中產生較大電流，這種電流對電網的沖擊和三相短路帶給電網的影響較為一致，不僅會造成發(fā)功率的明顯震蕩，還會造成電網穩(wěn)定性的影響。其次，超動電流中通常具備大量高次諧波，并且與電網電路參數產生高頻諧振，這種情況很容易出現繼電保護失誤或是控制系統失靈問題。而軟啟動器在啟動過程中可以實現對電流的明顯降低，因此這些問題能得到有效避免。

（3）對電機絕緣問題產生影響，大大降低了電機使用壽命。因為大電流作用下產生的焦耳熱會對導線外絕緣產生反復作用，在加速絕緣老化的過程中，對其使用壽命造成影響。并且大電流工作中會產生導線與導線的互相摩擦影響，這也會對絕緣壽命產生影響。在軟啟動過程中，可以將電流進行有效降低，瞬間發(fā)熱量也只是傳統方式的四分之一，因此可以實現對使用壽命的明顯提升。在軟啟動過程中電機端的電壓可以從零進行調整，能實現對電壓傷害的穩(wěn)定控制和降低。

（4）電動力對電機產生的影響。大電流在電機定子線圈和轉子鼠籠條上往往會產生較大沖擊作用，甚至會引發(fā)線圈變形和鼠籠條斷裂問題。但是在軟啟動過程中，由于最大電流較小，所以對設備的沖擊力影響也將大大降低。

（5）對機械設備產生的影響。在全壓啟動過程中，起動轉矩是額定轉矩的兩倍，因此在對靜止設備產生影響的過程中，很容易出現加速風葉疲勞或是斷裂情況。但是軟啟動的轉矩通常不會超過額定轉矩，因此在實際工作中也能對上述問題進行有效避免。獨立變壓器供電方式在電網電壓波動過程中也將得到更有效的緩解和改進。

6 防掉繩裝置的研制

在猴車的實際運行過程中，出現最嚴重的問題就是鋼絲繩突然掉繩槽。鋼絲繩出現突然掉槽會對乘坐人員帶來極大的安全威脅。輕者可能會掉落一兩個繩槽，對乘坐人員造成身體傾斜，重者鋼絲繩整個出現脫落，很可能會將乘坐猴車的人員砸傷甚至死亡。雖然猴車在實際運行過程中有鋼絲繩槽進行相應脫槽保護，即便對猴車的保護起作用，對猴車進行及時逼停，但是由于鋼絲繩出現脫槽，因此對于工作工作人員的影響和傷害也是不可忽視的。

猴車出現掉繩的主要原因就是繩子中心線和螺旋輪中的外徑不在同一個平面，產生這一問題的因素也也有很多，比如地質變化造成巷道本身壓力作用變形、輪墊磨損、局部超載問題都會對繩子松緊度產生重要影響。按照鋼絲繩的實際運行方式可以自主加工單向擺動防脫繩裝置，讓猴車在世界運行中保持擺動要求，這樣魚口的擺動范圍就是拖繩輪的寬度，不會出現擋座椅的問題出現。這種裝置加工合理性更強、有著較強安全性，同時成本較低，因此能對猴車運行中出現的鋼絲繩脫落問題進行有效解決，在降低脫繩事故的基礎上，有效保障猴車運行安全。

7 結束語

在猴車的加裝軟啟動控制下，可以更好的將PLC 和軟啟動器進行有機結合，在猴車軟啟動和軟停止過程中，進一步降低猴車對機械設備和乘坐人員產生的負面影響。此外，通過對猴車防掉繩保護裝置的加裝，不僅能對猴車安全運轉效率進行提升，還將提升鋼絲繩的安全性，推進相關工作的有效開展。