崔明峰 刘少君 刘思思
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摘要：随着变频技术的成熟，变频设备的成本越来越低，矿井提升机开始逐渐采用变频调速控制。提升机使用变频调速能带来良好的提升性能，使用维护较为简单，效率提升也较为明显。本文对矿井提升机变频控制进行分析，以供参考。
关键词：矿井提升机；变频控制；分析
引言
在金属非金属矿地下开采过程中，矿井提升机是重要的辅助运输设备，其主要负责人员、材料和煤炭、金属矿石的运输。在矿井提升机运行过程中，需要频繁地启动、调速和停止，因此，对矿井提升机的运行状态进行准确控制显得十分重要。提升机调速最简单的方式就是采用转子串电阻，这种调速方式会浪费大量的电能，而且提升机会因为要承受较大的冲击而造成钢丝绳断裂。
1矿业提升机变频调速控制技术的概述
矿井提升机主要是在矿井内完成矿石、人员、材料、废料及设备的运输，由于由于矿物中运输和环境破坏的特点，电梯的精度、速度性能、制动位置和运行方向的变化受到严格控制。传统的加速技术需要更大的设备、更高的预算和更高的能耗。在调试期间，传统的转速技术处于较不稳定的状态，导致调节设备故障，严重影响电机的寿命。变频器控制采用智能数字系统，通过电机输入频率提高电机转速，从而提高设定精度和转速范围。变频器控制优化了电机性能，降低了能耗，实现了低碳生产，同时提高了矿井生产的安全性，从而降低了矿物运输事故的危险。当前的速度技术由于其简单、灵活、安全和经济高效的电路在矿山生产中得到广泛应用。
2变频控制技术的优势
变频控制技术的优势主要体现在两方面，一方面可以使机电设备的运行更加平稳，另一方面可以使机电设备更加节能。煤矿大功率用电设备较多，在运行过程中会有大量的谐波进入到电网中，这会导致机电设备运行时出现一定的异常，例如振动加剧、发热。交流电源经过变频后波形更加标准，使交流电机在运行时更加平稳。此外，交流电机的转速与电源的频率呈线性关系，采用变频控制技术可以对电机进行无极调速，减轻设备在启停时的振动。节能是变频控制技术最大的优势。当电机的转速由N1变化到N2时，电机的输送功率P2/P1=(N2/N1)3。也就是说，当电机的转速降低10%时，电机的功率降低了27%。在很多情况下，煤矿机电设备并不能达到满负荷状态，例如皮带输送机等。变频调速技术在使用过程中能够按照机电设备的工作量对速度进行调整，当机电设备的负荷低时，可以利用变频控制技术降低电机的转速，这样可以节省大量的电能。经过统计，采用变频控制技术后，机电设备将节能30%～80%，这可为煤矿创造可观的经济效益。
3变频调速技术在金属非金属矿立井提升机中的应用
3.1立井提升机的分类
(b)从使用角度进行分类，该分类是提升阶段和子树力学的专业；变频技术在一个支架中结合使用，优化了竖井电梯的适应性，使其能够在各种复杂的环境中顺利运行，增加了电机的负荷。驱动技术用于更高级别的基于CPU的设备，从而导致更高级别的设备控制和机器自动化，从而改进设备前的控制。
3.2直流制动效率
我国金属非金属矿产资源分布不均，一些金属非金属矿资源分布在条件相对较差的地区，使得金属非金属开采更加困难。在较深的矿井中，如果在惯性的压力下放慢速度，增加钻井的可能性较小，这可能会增加加速所需的时间，导致制动延迟，降低发动机的生产力，导致安全性能下降，从而可能影响工作人员的人身安全。
驱动设备运行期间的直流制动用于防止电机减速时出现相关情况。当电机需要恢复时，也可以首次激活该设备。如果电机已被卸下，变频器的转速也可以恢复为低速方向的转速。在速度控制中，机械制动机构可以确保重量级人物站在传送带的中央，以避免碰撞或其他安全问题。在紧急情况下，变频器转速技术可用于直流制动，电机通过短路制动实现，从而也能有效控制。
4矿井提升机变频调速分析
4.1矿井提升机的变频调速原理
矿井提升机的电机是交流电机，对交流电机调速的方法有2种，一种是改变电机的输入电流，另一种是改变电源的频率。变频调速就是通过改变电源的频率来对电机进行调速。变频电路主要包括整流电路、滤波电路、逆变电路和回馈单元。整流电路的主要作用是将工频交流电转换成直流电，其主要器件是二极管。滤波电路的主要作用是将直流电中含有的高频交流电过滤掉，其主要器件是电感和电容。逆变电路的主要作用是将直流电转变成所需频率的交流电，其主要器件是晶闸管（IJBT）。变频调速的关键在于找到电机速度和频率的控制信号。
4.2变频控制技术在矿井提升机中的应用
矿井提升机是一种重要的井上到井下的运输设备，其主要负责人员、材料、设备以及煤炭的运输。在提升机运行过程中，其需要频繁地启停、调速，对控制系统有较高的要求。过去，主要是通过转子串电阻的方法来对提升机进行调速，且调速是分挡位的。虽然这种调速方式操作简单，但是很多电能被白白浪费在电阻上，而且在调速时机械式开关存在失控的危险。此外，在提升机启动或停止时，会产生巨大的冲击力，加速钢丝绳的损坏。为此，很多煤矿对提升机进行了变频控制技术改造。改造后，提升机的启停变得更加平稳，不会对钢丝绳产生较大的冲击。在调速时可以实现无极调速，系统运行更加可靠且更加节能。变频后电源的质量得到了保证，使得提升机和钢丝绳的检修次数大大减少，有助于降低设备运行维护的成本。
4.3矿井变频调速的应用效果
1）矿井提升机的运行将变得更加平稳，一方面，工频的交流电中可能含有一定量的谐波，这使得提升机在运行过程中会出现晃动，而变频得到的交流电已经进行了滤波，交流电的波形更加标准；另一方面，可以实现无极调速，通过对电源频率的连续调节，使得提升机的速度变化更加平稳，减轻了对提升机的整体冲击，这有助于延长设备的使用寿命。2）与转子调速相比，变频调速的最大优势在于节能。在矿井提升机变频控制时，电能被合理利用，例如：启动时可以以恒转矩启动，停止时电能还能回馈到电网中。经过大量现场试验发现，变频调速比转子调速要节能80%以上。虽然变频改造时需要消耗大量的资金，但是，矿井提升机运转几年就可以收回成本。随着变频调速技术的日益成熟与能源节约要求的提高，采用技术含量较高的变频调速替代原来的绕线转子串电阻调速，是矿井提升机控制系统发展的方向。
结束语
总之，时代在不断的发展和进步，金属非金属矿采掘工作也将会得到更好的创新与发展，变频调速技术在煤矿立井提升机中的应用就是时代进步的重要表现之一。其使得地面与井下的物资、人员传输更加便捷，有效的优化了工作效率，其为金属非金属矿山企业的发展建设带来了全新的契机，金属非金属矿山企业发展过程中要正视变频调速技术的作用价值，将其科学的应用在金属非金属矿山立井提升机之中。
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