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煤矿绞车电气控制变频技术探讨

发布日期:2018-06-14 作者: 点击:

  引言

  煤矿绞车电气控制系统是绞车安全稳定运行的重要保障,随着煤矿生产工作的不断深入,传统的绞车电气控制技术在实际的应用中逐渐不能满足生产的需求,其中存在着的问题也逐渐显现出来,而变频技术的应用不仅可以有效提升电气控制系统的调节能力,还可以进一步提升绞车运行过程中的可靠性、安全性以及经济性。

  1传统煤矿绞车电气控制方式的弊端

  1.1运行成本过高

  传统的煤矿绞车调节方式运行成本高主要提现在两个方面:第一,绞车的运行需要消耗大量的能源。由于绞车的调速是通过串联电阻进行,不仅不利于提高能源的利用率,而且还会造成电能的浪费,据统计,这样的绞车调速方式所消耗的电量占据了绞车全部成本的80%以上。第二,维护和保养成本过高。通常情况下,煤矿绞车的保养与维护都需要3到5个人进行,在一定的程度上加大了人力资源的投入成本,与煤矿工业“绿色”发展的基础理念相违背。

  1.2安全可靠性低

  调速电阻是传统煤矿绞车电气控制系统的主要工作原理,由于受到操作者的经验影响煤矿绞车运行过程中的安全性与稳定性变得难以操控。在实际的使用中也经常出现由人为因素所引起的安全事故,例如:翻矸斗过卷或拉翻、绞车缆绳被拉断等。不仅如此,传统的煤矿绞车调速方式还存在着电路接点过多的缺点,这也与引起动作失误或不动作等问题,这也在很大的程度上加大了绞车运行过程中安全问题的不可控制性[1]。

  2变频煤矿绞车电气控制的优势

  在近些年中,我国的煤矿事业迅速发展,许多新设备、新技术都运用到了煤矿生产工作中,例如:电子计算机技术、自动化控制技术等。在煤矿企业的不断发展过程中,煤矿绞车电气控制的方式也有了一定的改变,以往的电气控制技术已经逐渐被变频技术所取代,并且在实际的应用中有着良好的成绩。

  2.1延长绞车使用寿命,降低实际运行成本

  变频技术的应用可以有效地避免煤矿绞车实际运行过程中的冲击情况,不仅降低了机械设备启动和停止过程中所造成的损伤,更好地保证设备的安全和完整,不仅起到了延长绞车使用寿命的效果,还大大地降低了煤矿绞车的保养维护成本。煤矿绞车的控制运营成本在绞车的全部投入资金中占有很高的比例,而变频技术的应用则可以有效地降低能源的损害,根据实际应用中得到的统计信息,变频技术的应用可以使绞车能源损耗量下降35%。除此之外,变频技术还起到了一定的设备保护效果,使得在其检查维修成本上也有着较为明显的下降[2]。

  2.2提高电气控制精度,保证生产工作安全

  在煤矿绞车的实际使用过程中,如果保证其精准度也是一个重点研究的内容。而变频技术的应用不仅可以加大电机转速的控制范围,还可以在很大的程度上提示绞车工作的精度,使绞车的输出量符合负载基本量,有效地提升煤矿生产的效率。不仅如此,在提升绞车电气控制精准度的同时,还可以为煤矿的生产运行过程带来安全保障,避免绞车运行过程中安全事故的发生,为企业的发展带来更大的经济效益。

  3变频技术在煤矿绞车电气控制中的应用

  3.1变频调速系统

  变频调速系统主要是利用改变电动机定子的供电频率去实现设备转速的改变,以便更好地实现煤矿绞车的调速效果。在目前的煤矿绞车电气控制变频调速系统中,主要采用的是交直交变频技术,交直交变频技术主要包括了以下两个部分:第一,正常逆变。正常逆变的过程包括了整流、滤波以及逆变三个内容,其中逆变是整个过程中核心工作,通过有效地进行电动机定子供电频率的改变进而改变绞车输出电压,从而起到良好的调速效果。第二,能量回馈逆变。能量回馈逆变包含了整流、回馈逆变以及输出滤波三个内容。其中整流主要是由IGBT来进行,而回馈逆变则是依靠电解电容来提供电压源,更好地保证了绞车的运行稳定。输出滤波的使用可以减少逆变过程中调制波对电网的干扰,让整个电气控制系统变得更好安全可靠[3]。

  3.2绞车电气控制系统的改造

  传统的煤矿绞车电气控制系统都是采用工频调速系统,而变频调速系统的应用可以在不影响原本调速系统的基础上进行更新和改进,这样煤矿绞车可以同时拥有两套调控系统,在其中一套出现问题时,另一套可以带来来良好的备用功效,从而更好地保障煤矿绞车电气控制工作的稳定性。为了可以让两套系统的共同存在变得更加和谐,还必须做出进一步的完善与改造,其改造工作可以适当的增加工频—变频转换功能,同时还可以在控制系统启动前,把主回路和控制回路都更换到变频位置。通过这样的改造与应用,煤矿绞车就可以同时拥有自动与手动两种控制方式。自动控制主要是通过PLC进行实现的,可以有效地提升绞车的运行效率。一般情况下,只有绞车的启停需要人工操作,其他皆为自动控制,优势在突发情况中也需要人工进行操作[4]。

  4绞车电气控制变频技术的应用实例

  较为老旧的煤矿绞车控制系统不仅需要消耗大量的能源,而且安全稳定性也无法保障。通过都煤矿绞车控制的分析和研究,决定对该绞车控制系统进一步地升级和改造,将变频调速控制系统应用在原来的工频控制系统中。初步估算,在进行控制系统的改造与升级之后,至少到达以下几点效果:第一,在绞车提升过程中,实际使用的能量至少节约16.4%。第二,在绞车下降过程中,假设原有控制系统是采用三档进行下降,其下降速度大约为1.5m/s,部分能量会回馈回电网,再加上摩擦等问题上所消耗的能量,难以对其实际消耗情况进行估算,但使用变频技术的煤矿绞车控制系统,在进行绞车下降工作时,会将80%以上的重力势能回馈给电网,所以至少可以节约80%的电能。

  5结语

  煤矿绞车电气控制系统中变频技术的应用是煤矿企业发展的必然趋势,不仅提升了煤矿企业的生产效率,还有着节约能源、保护设备安全和工作人员生命安全的效果,为企业的长期稳定发展带来非常大的促进作用,所以必须加大对煤矿绞车电气控制变频技术的应用研究,使煤矿生产更加安全稳定。

相关标签:煤矿绞车,电气控制,变频技术,应用

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