時(shí)間：2022-03-09 19:20:25
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇礦井供電交流材料，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
摘要：本文主要對(duì)礦山井下供電系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。
關(guān)鍵詞：礦山井下供電系統(tǒng)煤礦安全規(guī)程
1.礦上供電的基本要求
礦山企業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著重要作用，是電能的重要用戶(hù)。隨著生產(chǎn)的迅速發(fā)展，自動(dòng)化水平不斷提高，對(duì)供電的要求也就更加嚴(yán)格。特別是煤礦井下作業(yè)，工作面不斷移動(dòng)，生產(chǎn)環(huán)境非常復(fù)雜，因此對(duì)供電的要求更高。對(duì)供電的基本要求主要有以下幾個(gè)方面：
1.1供電可靠
礦山企業(yè)供電中斷，不僅會(huì)造成減產(chǎn)，而且有可能引起人身事故，甚至可能毀壞礦井。因此，礦山企業(yè)對(duì)供電的最重要要求是供電可靠和不間斷，即使在電力系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，也必須保證不間斷供電，至少也得供應(yīng)一部分電能以保證人身安全和設(shè)備部收損壞。
1.2供電安全
由于煤礦井下瓦斯和煤塵爆炸的危險(xiǎn)，所以在使用電氣設(shè)備時(shí)必須特別注意其防爆性。另外，井下潮濕，工作空間小，光線(xiàn)差，易發(fā)生人身觸電事故，必須采取一系列的安全技術(shù)措施，以確保對(duì)煤礦企業(yè)供電的安全性。
1.3供電質(zhì)量
在供電質(zhì)量上煤礦企業(yè)要求供電電壓穩(wěn)定和交流頻率的穩(wěn)定。煤礦中廣泛使用三相異步電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與外加電壓的平方成正比；轉(zhuǎn)速與交流頻率成正比。若供電電壓和頻率發(fā)生較大變化，就會(huì)嚴(yán)重影響電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至?xí)股a(chǎn)機(jī)械不能工作。
1.4供電經(jīng)濟(jì)
一般考慮下列三個(gè)方面：第一，盡量降低礦山變電所一點(diǎn)往的基本建設(shè)投資。第二，盡量降低設(shè)備材料即有色金屬的消耗量。第三，注意降低供電系統(tǒng)中的電能損耗反維護(hù)費(fèi)用。
2.礦山供電的電壓等級(jí)
所有電器設(shè)備都是按一定的標(biāo)準(zhǔn)電壓設(shè)計(jì)制造的，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓稱(chēng)為電器設(shè)備的額定電壓。電力線(xiàn)路的額定電壓等于其連接的用電設(shè)備的額定電壓。發(fā)電機(jī)的額定電壓是指額定負(fù)荷下的輸出端電壓，比同級(jí)用電設(shè)備額定電壓高出5%。以補(bǔ)償電網(wǎng)電壓損失。礦區(qū)供電的電壓，一般采用35kv、110kv。礦井地面和井下高壓供電電壓目前一般采用6kv，條件允許時(shí)，亦可采用10kv。
供電電壓等級(jí)是礦山供電的只要問(wèn)題之一，這是因?yàn)楣╇娋€(xiàn)路的電壓等級(jí)與輸送功率，供電距離有密切的聯(lián)系。
我國(guó)礦山地面的低壓動(dòng)力照明電網(wǎng)（380/220V系統(tǒng)）采用中性點(diǎn)直接接地的方式，并且將中性點(diǎn)引出，可同時(shí)供給380V和220V兩種電壓。此時(shí)，中性點(diǎn)接地并不是為了防止電弧接地，預(yù)防高壓竄入低壓系統(tǒng)增加人身觸電的危險(xiǎn)性。
我國(guó)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，除向架線(xiàn)式電機(jī)車(chē)供電的整流變壓器外，箱井下供電的變壓器中性點(diǎn)禁止接地。向井下供電的電網(wǎng)，不準(zhǔn)采用中性點(diǎn)接地方式運(yùn)行的主要原因是為了保證井和人身安全。因?yàn)槊旱V井下空間狹窄、黑暗、潮濕，并有煤塵、瓦斯，如使用中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，當(dāng)人體觸及一相導(dǎo)體。便接觸到相電壓，有致命危險(xiǎn)。另外，在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中如出現(xiàn)接地故障。可能會(huì)外漏電火花，有點(diǎn)燃礦井內(nèi)瓦斯的危險(xiǎn)。
礦井的用電電源。一般來(lái)源于電力系統(tǒng)的區(qū)域變電站活發(fā)電站，電能送到礦山后在變、配給礦山的用戶(hù)，組成礦山的供電系統(tǒng)。
礦山受電電壓為6~110KV，礦山類(lèi)型及所在地區(qū)的電力系統(tǒng)的電壓而定，一般為35~110KV的雙電源受電，經(jīng)總降壓站以高壓車(chē)間，井下變電所及高壓用電設(shè)備等配電，組成低壓供電系統(tǒng)。
3.礦山供電系統(tǒng)的接線(xiàn)方式
按網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)布置方式分為放射式、干線(xiàn)式、環(huán)式等接線(xiàn)系統(tǒng)。按接線(xiàn)運(yùn)行方式分為開(kāi)式和閉式系統(tǒng)。按對(duì)負(fù)荷供電可靠性的要求可分為無(wú)備用和有備用接線(xiàn)系統(tǒng)。有備用接線(xiàn)系統(tǒng)中，其中一回路發(fā)生故障時(shí)，其余回路保證全部供電的稱(chēng)為完全備用系統(tǒng)；如果只能保證對(duì)重要用戶(hù)供電的，則稱(chēng)為不完全備用系統(tǒng)。備用系統(tǒng)的投入式分為手動(dòng)投入、自動(dòng)投入和經(jīng)常投入等幾種。
3.1無(wú)備用系統(tǒng)接線(xiàn)
無(wú)備用系統(tǒng)接線(xiàn)簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便，易于發(fā)現(xiàn)故障；缺點(diǎn)是供電可靠性差。所以這種接線(xiàn)主要對(duì)于三級(jí)負(fù)荷和一部分次變的二級(jí)負(fù)荷供電。
放射式接線(xiàn)的主要優(yōu)點(diǎn)是供電線(xiàn)路獨(dú)立，線(xiàn)路故障互不影響，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，停電機(jī)會(huì)少，繼電保護(hù)簡(jiǎn)單且易于整定，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間短，缺點(diǎn)是電源出現(xiàn)回路較多，設(shè)備和投資業(yè)多。
干線(xiàn)式接線(xiàn)的主要優(yōu)點(diǎn)是線(xiàn)路總長(zhǎng)度較短，造價(jià)較低，可節(jié)約有色金屬；由于最大負(fù)荷一般不同時(shí)出現(xiàn)，系統(tǒng)中的電壓波動(dòng)和電能損失較小；電源出線(xiàn)回路少，節(jié)省設(shè)備。缺點(diǎn)是前段線(xiàn)路公用，增多了故障停電的可能性。
3.2雙回路放射式
雙回路供電這種供電方式，線(xiàn)路總長(zhǎng)度長(zhǎng)，電源出線(xiàn)回路數(shù)和使用開(kāi)關(guān)設(shè)備多，投資大，如果負(fù)荷不大，常會(huì)造成有色金屬的浪費(fèi)。優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)雙回路同時(shí)工作時(shí)，可減少線(xiàn)路上的功率損失和電壓損失。這種接線(xiàn)適用于負(fù)荷大或單獨(dú)供電的重要用戶(hù)。對(duì)容量大，而且特別重要的用戶(hù)，可采母線(xiàn)用斷路器分段接線(xiàn)，從而可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，以提高供電的可靠性。
3.3環(huán)式
環(huán)式接線(xiàn)系統(tǒng)所用設(shè)備少，各線(xiàn)路途經(jīng)不同，不易同時(shí)發(fā)生故障，故可靠性較高且運(yùn)行靈活。因負(fù)荷由兩條線(xiàn)路負(fù)擔(dān)，故負(fù)荷波動(dòng)時(shí)電壓比較穩(wěn)定。缺點(diǎn)是故障時(shí)供電線(xiàn)路較長(zhǎng)，電壓損失大。線(xiàn)路的導(dǎo)線(xiàn)截面應(yīng)按故障情況下能負(fù)擔(dān)環(huán)網(wǎng)全部負(fù)荷考慮，所以有色金屬消耗量增大，兩個(gè)負(fù)荷大小相差越懸殊，其消耗就越大。故這種系統(tǒng)適于負(fù)荷容量相差不大，所處地點(diǎn)離電源都較遠(yuǎn)，而彼此又較近的情況。平常可以開(kāi)環(huán)運(yùn)行，也可以閉環(huán)運(yùn)行。但閉環(huán)運(yùn)行繼電保護(hù)較復(fù)雜，因此一般采用開(kāi)環(huán)運(yùn)行方式。
4．礦井供電系統(tǒng)
大、中型礦井的供電電源取自110kV或35~60kV的電力網(wǎng)經(jīng)兩回架空線(xiàn)路迭到礦井總降壓站。比如一次電壓為35~60kV兩臺(tái)變壓器的內(nèi)橋式接線(xiàn)的典型變電所主接線(xiàn)，其斷路器外側(cè)設(shè)兩組隔離開(kāi)關(guān)組成跨橋，上面接有35~60/0.4kV的所用變壓器，工變電所直流操作電源等用。
在一次側(cè)進(jìn)行計(jì)量的變電所，進(jìn)線(xiàn)和母線(xiàn)應(yīng)設(shè)有準(zhǔn)確等級(jí)負(fù)荷要求的電流互感器（CT）和電壓互感器（PT）。
為了防止雷電波的侵襲，母線(xiàn)和架空進(jìn)線(xiàn)處接避雷器，主變壓器二次6KV側(cè)多采用單母線(xiàn)分段，用成套配電裝置配電。礦井一、二級(jí)負(fù)荷如通風(fēng)機(jī)、主副井提升機(jī)等有接在不同母線(xiàn)上的雙電源回路供電，以保證可靠。
總之，對(duì)礦井供電要求要嚴(yán)格，更具不同的礦井進(jìn)行嚴(yán)密而謹(jǐn)慎的設(shè)計(jì)，保證礦山供電的安全。
參考文獻(xiàn)：
[1]尚文忠.煤礦供電[M].中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社,2008
關(guān)鍵詞：交直交變頻調(diào)速；礦井；提升系統(tǒng)；V-M
中圖分類(lèi)號(hào)：TD853.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
提升機(jī)作為礦井建設(shè)的關(guān)鍵設(shè)備，擔(dān)負(fù)著礦井有益礦物、材料、人員和設(shè)備的運(yùn)輸工作，對(duì)礦井的安全生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。因此，提升機(jī)必須具備安全可靠的控制系統(tǒng)，提升機(jī)控制系統(tǒng)的技術(shù)性能不僅直接影響礦井生產(chǎn)的效率及安全，而且代表著礦井提升機(jī)發(fā)展的整體水平。同時(shí)，提升機(jī)的耗電一般占據(jù)了礦山總耗電量的30%-40%，因此，實(shí)現(xiàn)提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的節(jié)能降耗也成為中小功率提升機(jī)電控系統(tǒng)研究的重要內(nèi)容。
目前，國(guó)內(nèi)提升機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)主要有串電阻調(diào)速、V-M直流調(diào)速系統(tǒng)、交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)和交-直-交變頻調(diào)速系統(tǒng)。各個(gè)系統(tǒng)都有著自身的優(yōu)缺點(diǎn)。
1 交流繞線(xiàn)式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速系統(tǒng)
這種方案的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是通過(guò)改變轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)的附加電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)的。調(diào)速時(shí)能耗很大，屬轉(zhuǎn)子功率消耗型調(diào)速方案。在加速階段和低速運(yùn)行時(shí)，大部分能量(轉(zhuǎn)差能量)以熱能的形式消耗掉了，因此驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率較低。這種調(diào)速方案是在低同步狀態(tài)下產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，需采用直流能耗制動(dòng)方案(即動(dòng)力制動(dòng))，或采用低頻制動(dòng)。用這種方法調(diào)速時(shí)，由于電機(jī)的極對(duì)數(shù)與施加在其定子側(cè)的電壓頻率均不變，所以電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速或理想空載轉(zhuǎn)速也不變，調(diào)速時(shí)機(jī)械特性隨著轉(zhuǎn)子回路電阻的增大而變軟，從而大大降低了電氣傳動(dòng)的穩(wěn)態(tài)調(diào)速精度。在實(shí)際應(yīng)用中，由于串入電機(jī)轉(zhuǎn)子回路的附加電阻級(jí)數(shù)受限，無(wú)法實(shí)現(xiàn)平滑的調(diào)速。
綜上所述，這種調(diào)速方案存在著調(diào)速性能差，運(yùn)行效率低、運(yùn)行狀態(tài)的切換死區(qū)大及調(diào)速不平滑等缺點(diǎn)。從節(jié)能和安全考慮僅適用于小功率且控制要求不高的提升系統(tǒng)。但目前在我國(guó)的各種礦山中，這種方案使用得相當(dāng)普遍，以后將面臨著技術(shù)改造的問(wèn)題。
2 V-M直流調(diào)速技術(shù)
“晶閘管變流器-電動(dòng)機(jī)”（簡(jiǎn)稱(chēng)V-M）直流調(diào)速技術(shù)為了實(shí)現(xiàn)四象限調(diào)速，常采用兩種電氣控制方案：一種是電樞可逆調(diào)速方案；另一種是磁場(chǎng)可逆調(diào)速方案。
在電樞可逆調(diào)速技術(shù)中，直流電機(jī)勵(lì)磁電流的大小和方向恒定，通過(guò)改變電機(jī)電樞供電電壓的方向來(lái)實(shí)現(xiàn)可逆調(diào)速。但由于晶閘管的單相導(dǎo)電性，常采用正、反兩組晶閘管整流裝置，來(lái)提供正反向電樞電壓。此種方法正、反轉(zhuǎn)切換速度快，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，但由于采用正、反兩組晶閘管整流裝置，隨著容量增大，造價(jià)也變得較高。
在磁場(chǎng)可逆調(diào)速系統(tǒng)中，電機(jī)電樞電壓不變，通過(guò)改變勵(lì)磁電流if的方向?qū)崿F(xiàn)可逆調(diào)速。所以電機(jī)電樞用一組整流裝置供電，而勵(lì)磁側(cè)采用正、反兩組晶閘管整流裝置交替工作來(lái)改變勵(lì)磁電流if的方向，從而使磁通方向改變，達(dá)到可逆調(diào)速。雖然此種方法也需要兩組整流裝置，但由于勵(lì)磁功率通常較小，故造價(jià)比上種方法低。由于電機(jī)勵(lì)磁回路電感量較大，勵(lì)磁電流的反向過(guò)程較長(zhǎng)，所以快速性能不高，只適應(yīng)于正、反轉(zhuǎn)不太頻繁的大容量可逆?zhèn)鲃?dòng)系統(tǒng)中。
當(dāng)采用V-M直流調(diào)速系統(tǒng)時(shí)，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選取控制方案。這種調(diào)速方案運(yùn)行效率高（可達(dá)0.95左右），調(diào)速性能好，但由于其整流側(cè)采用的是晶閘管相控整流，所以功率因數(shù)低，諧波電流大，對(duì)電網(wǎng)污染嚴(yán)重。
3 交-交變頻調(diào)速技術(shù)
交-交變頻調(diào)速技術(shù)是在上世紀(jì)70年代被提出，在80年代開(kāi)始應(yīng)用到礦井提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中。交-交變頻是在輸入的交流電上通過(guò)斬波或相控方式將其變換為另一種交流電，所以也稱(chēng)為直接變化法。首先出現(xiàn)的是西門(mén)子交-交變頻同步機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，之后又出現(xiàn)日本的交-交變頻籠型異步機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，隨著電力電子新技術(shù)的不斷發(fā)展已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制。
交-交變頻器由三組可逆橋式整流器組成，其控制方式可以是常規(guī)方式，也可以是矢量控制方式。通過(guò)控制可以使變頻器輸出為頻率和幅值都可變的三相交流電壓，從而實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速，主電路下圖所示：
交-交變頻調(diào)速技術(shù)系統(tǒng)框圖
交-交變頻調(diào)速系技術(shù)具有良好的控制性能，效率高，調(diào)速性能好，特別適用于低速大功率礦井提升系統(tǒng)。但該調(diào)速系統(tǒng)也存在功率因數(shù)低、諧波大，對(duì)電網(wǎng)污染嚴(yán)重，通常在使用時(shí)要另外安裝功率補(bǔ)償裝置和諧波吸收裝置，增加了投資費(fèi)用。
4 交-直-交變頻調(diào)速技術(shù)
隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，特別是交流傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展如矢量控制技術(shù)和直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的出現(xiàn)，變頻調(diào)速技術(shù)也隨之發(fā)生了很大的進(jìn)步，形成了和直流調(diào)速技術(shù)同樣優(yōu)良的交流調(diào)速技術(shù)。交流調(diào)速技術(shù)可以分為：交-交變頻調(diào)速技術(shù)和交-直-交變頻調(diào)速技術(shù)。
與交-交變頻相比，交-直-交變頻先把交流電整流為直流電，之后再把直流電逆變?yōu)榻涣麟姡谀芰孔儞Q過(guò)程中存在直流環(huán)節(jié)，所以也被稱(chēng)為間接變化法，結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)上圖。從圖中可以看到，交-直-交變頻在整流和逆變側(cè)均采用全控型器件，效率高、諧波量小，同時(shí)采用PWM控制方式可使功率因數(shù)接近為1，電流波形為正弦波，在控制性能上比交-交變頻具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。由于受到全控型器件耐壓、耐流的問(wèn)題，現(xiàn)多應(yīng)用于中小功率場(chǎng)合，隨著新一代全控型器件（IGCT）的發(fā)展，雙PWM交-直-交變頻調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入到大功率場(chǎng)合。
結(jié)論
變頻器的調(diào)速控制可以實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的恒加速或恒減速控制，消除了傳統(tǒng)的串電阻調(diào)速造成的消耗，具有很明顯的節(jié)能效果，交-直-交變頻調(diào)速系統(tǒng)具有調(diào)速精度高、四象限運(yùn)行、工作頻率低、功率因數(shù)高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等一系列優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，該套系統(tǒng)有準(zhǔn)確的定位和制動(dòng)功能，可靠性好，使得其在礦山行業(yè)得到了應(yīng)用。由于國(guó)內(nèi)在該方面的起步比較晚，隨然發(fā)展迅速，但是還沒(méi)有形成完善可靠的產(chǎn)品，因此，對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的研究具有良好的實(shí)際意義。
參考文獻(xiàn)
[1]李永東.高性能大容量交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)的現(xiàn)狀及展望[J].北京：電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2005，20(2).
詹放易 梁 譽(yù) 鄭州光力科技股份有限公司 河南鄭州 450001
【文章摘要】
煤炭是我國(guó)的主要能源，在開(kāi)采的過(guò)程中，煤炭的安全生產(chǎn)最為重要，隨著我國(guó)現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，對(duì)煤炭的安全生產(chǎn)提出了“從零開(kāi)始， 向零奮斗”的口號(hào)。一直以來(lái)，困擾煤礦安全問(wèn)題的因素之一就是電磁信號(hào)對(duì)井下儀器儀表設(shè)備的干擾，進(jìn)而影響井下儀器儀表的正常工作。因此，國(guó)家不斷加強(qiáng)對(duì)礦井儀器儀表安全性的技術(shù)改造，并取得了顯著的技術(shù)成果和經(jīng)濟(jì)效益，為了進(jìn)一步提高煤礦儀器儀表的安全性建設(shè)，本文將探討井下電磁干擾的原因，進(jìn)而闡述提高井下儀器儀表的抗干擾度的具體方法。
【關(guān)鍵詞】
電磁信號(hào)；儀器儀表；抗干擾度
1 煤礦井下電磁干擾產(chǎn)生的原因
煤碳生產(chǎn)屬于高危行業(yè)之一。由于煤礦地理環(huán)境復(fù)雜，井下作業(yè)環(huán)境惡劣，存在諸多安全隱患，很容易發(fā)生事故。過(guò)去采煤的方式一直是炮采，現(xiàn)在我國(guó)大中型礦井多采用綜采，而綜采機(jī)的使用功率非常大，尤其在綜采機(jī)的啟動(dòng)時(shí)，需要很大的電功率，煤礦供電網(wǎng)絡(luò)電壓因此產(chǎn)生波動(dòng)；同時(shí)，井下絞車(chē)、大型水泵等設(shè)備需要進(jìn)行軟啟，軟啟的使用會(huì)在礦井供電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生脈沖電壓，最終這些電磁信號(hào)會(huì)干擾礦井儀器儀表的正常工作，甚至導(dǎo)致事故的發(fā)生。即對(duì)井下智能儀器儀表產(chǎn)生電磁干擾的主要原因是煤礦大功率設(shè)備的啟動(dòng)和關(guān)停所造成電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，以及軟啟的使用，會(huì)使礦井設(shè)備內(nèi)部的感性、容性器件產(chǎn)生充、放電，進(jìn)而產(chǎn)生巨大的峰值脈沖，進(jìn)而對(duì)礦井儀器儀表造成讀數(shù)誤差等的影響。現(xiàn)如今，井下智能設(shè)備使用日益頻繁，電磁污染已經(jīng)成為了影響煤礦實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的巨大阻礙。
2 煤礦井下電磁干擾產(chǎn)生的危害
首先，電磁干擾會(huì)產(chǎn)生電壓波動(dòng)，這種電壓的波動(dòng)會(huì)持續(xù)數(shù)個(gè)周期，井下變壓器、絞車(chē)、大型水泵的使用等都會(huì)造成礦井電網(wǎng)電壓的波動(dòng)。煤礦電網(wǎng)電壓的波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致井下儀器儀表測(cè)量產(chǎn)生誤差，動(dòng)作裝置產(chǎn)生誤動(dòng)作甚至卡死等現(xiàn)象。電壓下降是一種經(jīng)常遇到的問(wèn)題。其次，電磁干擾會(huì)產(chǎn)生突波，突波會(huì)使電網(wǎng)電壓突然升高，并且會(huì)持續(xù)幾個(gè)周期，例如，當(dāng)井下的大型用電設(shè)備突然停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，輸電網(wǎng)絡(luò)中的電壓就會(huì)突然增高，形成突波，突波的形成會(huì)造成井下儀器儀表的記錄數(shù)據(jù)出現(xiàn)亂碼，甚至損壞井下儀器儀表。據(jù)統(tǒng)計(jì)，井下一半以上儀器儀表故障都是由于受到了突波的干擾；同時(shí)，電磁干擾會(huì)產(chǎn)生尖波，尖波的形成則主要是因?yàn)榫麓笮陀秒娫O(shè)備開(kāi)關(guān)以及電弧放電所造成。尖波的電壓平均為5kv，持續(xù)數(shù)0.3-4ms，尖波的危害很大，尖波不僅能夠?qū)聝x器儀表造成干擾，而且能夠破壞用電設(shè)備的輸入濾波器；再者，電磁干擾會(huì)造成波形失真，礦用電壓波形失真的主要原因是整流器、電子調(diào)速裝備等的使用所造成的， 同時(shí)，二次電源本身也會(huì)造成波形的失真，礦用網(wǎng)絡(luò)波形的失真不僅會(huì)造成井下高、低爆開(kāi)關(guān)的誤動(dòng)作，同時(shí)會(huì)造成儀器儀表，例如瓦斯測(cè)量?jī)x、一氧化碳測(cè)量?jī)x等儀器的讀數(shù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，并且，波形失真會(huì)干擾井下通信系統(tǒng)，影響中控室對(duì)井下人員命令的傳達(dá)。最后，電磁干擾會(huì)產(chǎn)生接觸網(wǎng)干擾，接觸網(wǎng)干擾是指井下的巖層中產(chǎn)生的持續(xù)不斷的脈沖群，接觸網(wǎng)干擾產(chǎn)生的原因是井下運(yùn)料的鋼軌車(chē)在來(lái)回運(yùn)送物料的時(shí)候鋼輪與鋼軌進(jìn)行摩擦，產(chǎn)生無(wú)序的電流，這些電流在巖層中隨機(jī)流散，進(jìn)而對(duì)井下的儀器儀表產(chǎn)生脈沖干擾，導(dǎo)致井下儀器儀表讀數(shù)不準(zhǔn)確，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成儀器儀表的死機(jī)。
3 煤礦井下電磁干擾的解決方法
要解決電磁干擾就必須從三個(gè)因素入手: 首先，需要降低干擾度；再者，我們需要切斷干擾源的傳播；最后，我們可以想方設(shè)法去提高井下儀器儀表的抗干擾能力；由于井下環(huán)境復(fù)雜，同時(shí)一些電磁干擾源短期內(nèi)無(wú)法根除，例如綜采機(jī)產(chǎn)生的電磁干擾，因此本文從提高儀器儀表的抗電磁干擾度入手，進(jìn)而提高井下儀器儀表的抗電磁干擾能力。根據(jù)以上電磁干擾的分析，提出以下四點(diǎn)解決方案。
3.1 加裝電源濾波器
儀器儀表通過(guò)安裝電源濾波器能夠消除煤礦用電網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的尖波和諧波。這種濾波器的是由線(xiàn)圈、電容等器件構(gòu)成，亦可以說(shuō)電源濾波器是由兩個(gè)相互獨(dú)立的低通濾波器所構(gòu)成，這兩個(gè)低通濾波器一個(gè)起著使共模干擾衰減的作用，一個(gè)起著使差模干擾衰減的作用，電源濾波器的特點(diǎn)是使儀器儀表避免差模和工模信號(hào)的干擾，最終保護(hù)井下儀器儀表的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。為了能夠保證電源濾波器起到良好的濾波效果，在安裝的時(shí)候，需要將濾波器進(jìn)行接地，
同時(shí)要保證接地的面積的大小，接地面積一般需和濾波器的外殼相等。濾波器的進(jìn)線(xiàn)與出線(xiàn)要遠(yuǎn)離、不能交叉且要貼近金屬隔板固定，交流與直流要分開(kāi)；濾波器的出線(xiàn)到直流、交流轉(zhuǎn)換模塊輸入端的連線(xiàn)要短并絞織，絞距不大于2cm，多余的要剪掉；濾波器地線(xiàn)要用導(dǎo)線(xiàn)引出至接地線(xiàn)端子，不能用外殼作接地引線(xiàn)；電源板和處理器采集板要分開(kāi)布置，中間用金屬板隔開(kāi)，金屬板要與濾波器外殼接地點(diǎn)保持良好接觸。
3.2 加裝磁珠
據(jù)統(tǒng)計(jì)，絕大多數(shù)電磁干擾是通過(guò)電源線(xiàn)傳導(dǎo)的，電源線(xiàn)是電磁干擾出入電氣設(shè)備的主要通道，也就是說(shuō)，切斷電源線(xiàn)這個(gè)干擾傳輸通道，就可解決大部分電磁干擾問(wèn)題。磁珠由一些特殊材料合成，通常是采用鐵鎂合金或鐵鎳合金材料制成， 磁珠的制造工藝和機(jī)械性能與陶瓷相似， 其顏色為灰黑色，其等效電路為電感和電阻組成的串聯(lián)電路。在高頻段，磁珠具有電阻特性；在低頻段，磁珠具有電感特性。電源線(xiàn)在穿過(guò)磁珠時(shí)，干擾的高次諧波分量被磁珠吸收并轉(zhuǎn)換成熱能耗散掉，低頻諧波分量被反射，從而使干擾受到抑制。加裝磁珠時(shí)需注意兩方面，一方面是加裝磁珠時(shí)，磁珠要加裝在儀器儀表電源濾波器的輸入端口，盡量使磁珠靠近電源接線(xiàn)的端子處；另一方面是加裝磁珠時(shí)，磁珠外要套上熱縮套，避免磁珠收到熱脹冷縮的影響。
3.3 隔離技術(shù)
煤礦儀器儀表采用隔離技術(shù)，目的是將井下儀器儀表器件內(nèi)部電路的輸入單元、數(shù)據(jù)處理器和輸出單元之間很好的隔離開(kāi)來(lái)，避免各個(gè)單元所產(chǎn)生的電磁信號(hào)相互干擾，這樣可以降低儀器儀表內(nèi)部各功能模塊的電磁干擾度，從而提高了儀器儀表的抗電磁干擾能力。
3.4 加裝信號(hào)輸入濾波器
這種濾波器內(nèi)部由片式磁珠組成，片式磁珠是如今廣泛采用的一種抗電磁干擾器件，片式磁珠具有高阻抗的性能，能夠降低煤礦供電網(wǎng)絡(luò)中的電磁信號(hào)對(duì)儀器儀表的電磁干擾，從而提高儀器儀表的抗電磁干擾性能。
4 結(jié)語(yǔ)
提高煤礦儀器儀表的電磁抗干擾度是煤礦安全生產(chǎn)的有力保障，本文從加裝電源濾波器、加裝磁珠、采用隔離技術(shù)和加裝輸入濾波器這幾個(gè)方面論證了提高煤礦儀器儀表抗電磁干擾度的方法，并實(shí)際的運(yùn)用中取得了很好的效果。總之，期望在不斷提高檢測(cè)設(shè)備的工作性能的基礎(chǔ)上，確保我國(guó)煤礦的安全生產(chǎn)。
【參考文獻(xiàn)】
【關(guān)鍵詞】直流電動(dòng)機(jī)；可控硅變流；全數(shù)字調(diào)節(jié)PLC控制；上位機(jī)監(jiān)控
0.引言
提升機(jī)在礦井中擔(dān)負(fù)著升降人員、提升礦物、運(yùn)送材料以及升降設(shè)備、工具等項(xiàng)任務(wù)，它是溝通礦井地面與井下的運(yùn)輸設(shè)備，是礦井的重要設(shè)備之一，對(duì)礦井生產(chǎn)起著非常關(guān)鍵的作用。
礦井提升機(jī)有交流拖動(dòng)和直流拖動(dòng)兩種，是電力傳動(dòng)技術(shù)的典型應(yīng)用。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，在提升機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中，采用“電動(dòng)機(jī)+可控硅變流+全數(shù)字調(diào)節(jié)+PLC控制+上位機(jī)監(jiān)控”的全數(shù)字控制方式已成為一種發(fā)展趨勢(shì)。提升機(jī)采用全數(shù)字控制技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：
（1）硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障點(diǎn)少，可靠性高。
（2）可控精度高，工作穩(wěn)定性好。
（3）故障自診斷能力強(qiáng)，大大降低了使用維護(hù)成本。
（4）具有較高的可購(gòu)置性，擴(kuò)展方便，運(yùn)行靈活性高。
（5）可與其他系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理。
（6）運(yùn)行效率高，能耗低。
礦井提升機(jī)采用全數(shù)字控制技術(shù)，綜合了電機(jī)、電力電子、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)控制等多種學(xué)科，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大變化，硬件大大簡(jiǎn)化，軟件實(shí)現(xiàn)的功能不但越來(lái)越復(fù)雜，而且日新月異。下面結(jié)合益新礦2JK5×2.3絞車(chē)所用的直流ASCS系列PLC電控系統(tǒng)說(shuō)說(shuō)直流電控系統(tǒng)在絞車(chē)上的應(yīng)用。
益新礦2JK5×2.3絞車(chē)原來(lái)所采用的JKMK/J型電控系統(tǒng)。高壓電路采用仿蘇CG5型換向器，轉(zhuǎn)子調(diào)速10級(jí)交流接觸器（CJ12-600A/380V）切換外加電阻，邏輯控制電路為繼電器接觸器組成的有觸點(diǎn)邏輯系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)分立元件連接復(fù)雜，出事故不易查找，安全保護(hù)單線(xiàn)控制，后備保護(hù)不齊全，可靠性差，觸點(diǎn)、觸頭空氣氧化接觸不良和電弧燒傷故障率高；轉(zhuǎn)子調(diào)速性能差，沖擊電流大，機(jī)械碰撞及磨損嚴(yán)重，同時(shí)縮短了電機(jī)減速器、接觸器外加切換電阻等設(shè)備壽命；高壓換向器絕緣老化，遇陰雨潮濕天氣，短路放炮，嚴(yán)重威脅礦井提升安全。將這種電控系統(tǒng)進(jìn)行改造已勢(shì)在必行。
近年來(lái)，PLC可編程序控制器得到了驚人的發(fā)展，技術(shù)趨于成熟，性能優(yōu)越可靠。老絞車(chē)經(jīng)改造后，將老式電控改造為直流ASCS全數(shù)字調(diào)控電控系統(tǒng)，技術(shù)特點(diǎn)如下：
（1）高壓電源開(kāi)關(guān)，高壓換向器真空化。高壓換向器設(shè)置正、反之間，高低壓之間機(jī)械電氣閉鎖，結(jié)構(gòu)科學(xué)合理。真空化消弧特性好，絕緣狀態(tài)高。高壓換向器閉鎖消除了高低壓間、正反向間短路事故。
（2）轉(zhuǎn)子調(diào)速回路，采用可控硅20級(jí)編碼啟動(dòng)專(zhuān)利技術(shù)，一是實(shí)現(xiàn)無(wú)觸點(diǎn)切換，避免觸頭拉弧燒損和噪音，二是啟動(dòng)特性曲線(xiàn)平滑，沖擊電流小。
（3）低頻電源裝置，技術(shù)成熟，運(yùn)行安全可靠。低頻拖動(dòng)平穩(wěn)，減少了對(duì)裝載、卸載系統(tǒng)裝備的機(jī)械沖擊。
（4）最新西門(mén)子S7-300型PLC控制器，取代原來(lái)的繼電器接觸器的有觸點(diǎn)邏輯控制方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序化控制，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。設(shè)置雙PLC實(shí)現(xiàn)了兩線(xiàn)制保護(hù)。
（5）上位計(jì)算機(jī)顯示提升機(jī)運(yùn)行狀況，各運(yùn)行參數(shù)、保護(hù)狀態(tài)直觀明了，便于查找事故和維護(hù)，提升機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)行。
（6）有擴(kuò)展功能，可與局域網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理。
1.ASCS電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征
1.1 ASCS電控系統(tǒng)設(shè)備總體結(jié)構(gòu)
ASCS系列電控設(shè)備總體結(jié)構(gòu)包括：高低壓配電、變壓器、變流柜、PLC控制柜、全數(shù)字調(diào)節(jié)柜、操作臺(tái)、監(jiān)控系統(tǒng)等組成。
1.2 PLC柜結(jié)構(gòu)及工作原理
1.2.1 PLC柜主要技術(shù)參數(shù)
（1）供電電源：一路為單相200VAC，另一路為三相380VAC。
（2）內(nèi)含兩臺(tái)PLC，輸入/輸出信號(hào)為：
A、16路（可擴(kuò)展）模擬量輸入，電壓范圍±10V。
B、128路（可擴(kuò)展）直流24V/0V開(kāi)關(guān)量輸入。
C、32路（可擴(kuò)展）繼電器輸出（接點(diǎn)容量為220V，5V）。
D、8路（可擴(kuò)展）模擬量輸出，電壓范圍±10V。
1.2.2 PLC的原理
最初研制生產(chǎn)的PLC主要用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置，但這兩者的運(yùn)行方式是不相同的：
繼電器控制裝置采用硬邏輯并運(yùn)行的方式，即如果這個(gè)繼電器的線(xiàn)圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點(diǎn)在繼電器控制線(xiàn)路的那個(gè)位置上都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作。
PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶(hù)程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線(xiàn)圈或邏輯線(xiàn)圈被接通或斷開(kāi)，該繼電器的所有觸點(diǎn)不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。
為了消除二者之間由于運(yùn)行方式不同而造成的差異，PLC采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式：掃描技術(shù)。這樣在對(duì)于I/O響應(yīng)要求不高的場(chǎng)合，PLC與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒(méi)有什么區(qū)別了。
1.2.3 PLC柜的工作原理
PLC柜由2臺(tái)PLC組成，采用SINMENS S7300。PLC通過(guò)輸入模塊接受外部的數(shù)字量/模擬量信號(hào)輸入，PLC接受到這些輸入信號(hào)后，將它們存放在CPU的輸入存儲(chǔ)區(qū)，CPU根據(jù)預(yù)先編好的程序，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算、處理，其結(jié)果存放在CPU的輸入存儲(chǔ)區(qū)，然后將這些處理結(jié)果通過(guò)輸出模塊輸出數(shù)字量/模擬量信號(hào)，控制繼電器的得電/失電或指示燈的開(kāi)熄，從而達(dá)到邏輯控制的目的。PLC用于邏輯控制時(shí)，其功能相當(dāng)于多個(gè)無(wú)觸點(diǎn)繼電器的邏輯組合。PLC具有內(nèi)部定時(shí)器及內(nèi)部計(jì)數(shù)器功能，可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制邏輯和脈沖計(jì)數(shù)。PLC軟件采用STEP7程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編寫(xiě)，使用一根編程器和PLC，當(dāng)程序編寫(xiě)完成后，通過(guò)編程口將程序下載到PLC的CPU RAM程序存儲(chǔ)區(qū)中，則PLC可脫離編程器而獨(dú)立運(yùn)行CPU中的程序，以實(shí)現(xiàn)各種不同的控制目的。
2.ASCS輔助裝置
2.1上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)
上位機(jī)用于監(jiān)控提升系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，即時(shí)反映故障發(fā)生情況，保存故障信息。它可顯示罐籠位置、提升速度及速度圖、高低壓供電回路、液壓制動(dòng)系統(tǒng)和故障信息等畫(huà)面。反映提升機(jī)所有的運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)以及故障類(lèi)型和故障發(fā)生時(shí)間，使司機(jī)對(duì)提升機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)一目了然，從而實(shí)現(xiàn)安全、高效地操作提升機(jī)。
該監(jiān)控系統(tǒng)共設(shè)有7個(gè)主要畫(huà)面，分別是：提升系統(tǒng)、高低壓供電系統(tǒng)、液壓制動(dòng)系統(tǒng)、速度圖、故障信息歷史記錄、電控系統(tǒng)原理圖及歡迎畫(huà)面。
2.2輔助裝置
ASCS輔助裝置主要是傳感器件，具體有井筒開(kāi)關(guān)、測(cè)速機(jī)、編碼器等。
井筒開(kāi)關(guān)：選用磁性非接觸開(kāi)關(guān)，分別設(shè)置在井筒中過(guò)卷、齊平、同步、減速點(diǎn)等位置。
測(cè)速機(jī)：選用與軸編碼器一體化的進(jìn)口產(chǎn)品，安裝在驅(qū)動(dòng)輪上或電機(jī)側(cè)。
編碼器：一般安裝三個(gè)編碼器。軸編碼器PGI信號(hào)進(jìn)入行控，軸編碼器PG3信號(hào)進(jìn)入主控PLC2，作為兩路完全獨(dú)立的行程和速度檢測(cè)信號(hào)，行控PLC3實(shí)現(xiàn)速度控制，PLC2、PLC3分別實(shí)現(xiàn)有關(guān)行程和速度的監(jiān)視保護(hù)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊，PLC2和PLC3進(jìn)行行程和速度參數(shù)的相比較，實(shí)現(xiàn)鋼繩滑動(dòng)監(jiān)視及PG1和PG3的相互監(jiān)視。
關(guān)鍵詞： 電機(jī)車(chē)；機(jī)械故障；電氣故障；預(yù)防措施
中圖分類(lèi)號(hào)：TD64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2012）1210137-01
0 引言
電機(jī)車(chē)是煤礦運(yùn)輸中的重要運(yùn)輸工具之一，尤其是長(zhǎng)距離水平巷道（坡度在3～5%以下）。其主要優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)輸能力大（因運(yùn)行速度高）和運(yùn)輸費(fèi)用低（因所需輔助人員少、維護(hù)簡(jiǎn)單和動(dòng)力消耗小）；研究電機(jī)車(chē)的常見(jiàn)故障及預(yù)防措施對(duì)于煤礦的和諧健康發(fā)展有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1 電機(jī)車(chē)分類(lèi)
礦用電機(jī)車(chē)分為架線(xiàn)式和蓄電池式兩類(lèi)。架線(xiàn)式電機(jī)車(chē)可用于非瓦斯礦和一、二級(jí)瓦斯礦井進(jìn)風(fēng)的主要運(yùn)輸巷道內(nèi)，對(duì)于三級(jí)瓦斯礦中砌碹的主要進(jìn)風(fēng)巷道內(nèi)，經(jīng)省（區(qū)）煤炭工業(yè)局批準(zhǔn)也可使用。蓄電池電機(jī)車(chē)的價(jià)格昂貴，且需經(jīng)常充電，所以只在不允許使用架線(xiàn)式電機(jī)車(chē)的場(chǎng)所使用。例如三級(jí)和沒(méi)有瓦斯噴出或煤和瓦斯突出煤層的超級(jí)瓦斯礦井的進(jìn)風(fēng)巷道中，要使用礦用安全型蓄電池機(jī)車(chē)。架線(xiàn)式電機(jī)車(chē)采用直流電源，電壓有250伏和550伏兩種，在牽引變流室內(nèi)，交流電經(jīng)交流設(shè)備變?yōu)橹绷麟姡娏饔杉茉O(shè)在運(yùn)輸軌道上空的架空線(xiàn)輸送，通過(guò)電機(jī)車(chē)的集電弓引入電機(jī)車(chē)的電動(dòng)機(jī)，并經(jīng)軌道回到交流室，構(gòu)成電流回路。電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后，即傳動(dòng)電機(jī)車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，于是牽引電機(jī)車(chē)及其拖掛的礦車(chē)在軌道上運(yùn)行。煤礦井下廣泛使用的是直流架線(xiàn)式電機(jī)車(chē)和蓄電池電機(jī)車(chē)。架線(xiàn)式電機(jī)車(chē)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和工作可靠，主要缺點(diǎn)是架線(xiàn)與電機(jī)車(chē)的受電弓之間會(huì)產(chǎn)生電弧火花，使其在煤礦井下的使用范圍受到限制。所以，架線(xiàn)電機(jī)車(chē)主要用于非瓦斯礦井及全風(fēng)壓通風(fēng)的低瓦斯礦井的主要運(yùn)輸巷道內(nèi)。在后一種情況使用時(shí)，巷道支護(hù)必須使用不燃性材料。
2 礦用電機(jī)車(chē)結(jié)構(gòu)
礦用電機(jī)車(chē)的構(gòu)造包括機(jī)械和電氣設(shè)備兩部分。機(jī)械部分包括車(chē)架、輪對(duì)、軸承和軸承箱、彈簧托架、制動(dòng)系統(tǒng)、撒砂系統(tǒng)、齒輪傳動(dòng)裝置及連接緩沖裝置等；電氣部分包括牽引電機(jī)車(chē)、控制器、自動(dòng)開(kāi)關(guān)、啟動(dòng)電阻、集電弓、照明系統(tǒng)及電流表等。
1）車(chē)架。車(chē)架是電機(jī)車(chē)的主要承重部分，電機(jī)車(chē)的其他電氣、機(jī)械部分都安裝在車(chē)架上。主體，是由厚鋼板焊接而成的框架結(jié)構(gòu)。除了輪對(duì)和軸承箱，機(jī)車(chē)上的機(jī)械和電氣裝置都安裝在車(chē)架上。車(chē)架用彈簧托架支承在軸承箱上。運(yùn)行中因常受到?jīng)_擊、碰撞，而產(chǎn)生變形，所以應(yīng)加大鋼板厚度或采取相應(yīng)的增加車(chē)架剛度的措施。
2）輪對(duì)。輪對(duì)由兩個(gè)車(chē)輪壓裝在一根軸上而成。車(chē)輪有兩種，一種是輪箍和輪芯熱壓裝在一起的結(jié)構(gòu)；另一種是整體車(chē)輪。前者的優(yōu)點(diǎn)是輪箍磨損到極限時(shí)，只更換輪箍不用整個(gè)車(chē)輪報(bào)廢。驅(qū)動(dòng)輪對(duì)有傳動(dòng)齒輪，電動(dòng)機(jī)經(jīng)齒輪減速后帶動(dòng)輪對(duì)旋轉(zhuǎn)。
3）軸箱。軸箱是軸承箱的簡(jiǎn)稱(chēng)，與輪對(duì)兩端的軸頸配合安裝，軸箱兩側(cè)的滑槽與車(chē)架上的導(dǎo)軌相配，上面有安放彈簧托架的座孔。車(chē)架靠彈簧托架支承在軸箱上，軸箱是車(chē)架與輪對(duì)的連接點(diǎn)。軌道不平時(shí)，輪對(duì)與車(chē)架的相對(duì)運(yùn)動(dòng)發(fā)生在軸箱的滑槽與車(chē)架的導(dǎo)軌之間，并依靠彈簧托架起緩沖作用。
4）彈簧托架。彈簧托架是一個(gè)組件，由彈簧、連桿、均衡梁組成。每個(gè)軸箱上座裝一付板簧，板簧用連桿與車(chē)架相連。均衡梁在軌道不平或局部有凹陷時(shí)，起均衡各車(chē)輪上負(fù)荷的作用。
5）齒輪傳動(dòng)裝置。礦用電機(jī)車(chē)的齒輪傳動(dòng)裝置有兩種型式：一種是單級(jí)開(kāi)式齒輪傳動(dòng)；另一種是兩級(jí)閉式齒輪減速箱。開(kāi)式傳動(dòng)方式傳動(dòng)效率低，傳動(dòng)比較小，而閉式齒輪箱傳動(dòng)效率較高，齒輪使用壽命較長(zhǎng)。
6）制動(dòng)裝置。電機(jī)車(chē)的制動(dòng)裝置分為機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩種。電氣制動(dòng)是牽引電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)，不需要專(zhuān)門(mén)設(shè)置，只是用控制器改變電氣線(xiàn)路即可。機(jī)械制動(dòng)是利用制動(dòng)閘或制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)。礦用電機(jī)車(chē)的制動(dòng)閘多是閘瓦式，用杠桿使閘瓦緊壓車(chē)輪踏面，借助閘瓦與車(chē)輪的摩擦力形成制動(dòng)力矩。操作方式有手動(dòng)、氣動(dòng)和液動(dòng)三種。
7）撒砂裝置。機(jī)車(chē)上的撒砂裝置，是用來(lái)向車(chē)輪前沿軌面上撒砂，以加大車(chē)輪與軌面間的摩擦系數(shù)。砂箱內(nèi)裝的砂子應(yīng)是粒度不大于1mm的干砂。
3 電機(jī)車(chē)常見(jiàn)故障及預(yù)防處理措施
3.1 電機(jī)車(chē)牽引力小
3.1.1 產(chǎn)生的原因：1）主動(dòng)輪對(duì)輪緣表面有油污；2）軌道表面有水或污物；3）雙電機(jī)只有一臺(tái)工作。
3.1.2 預(yù)防措施：1）清理油污；2）清理水或污物；3）維修控制器或電動(dòng)機(jī)接線(xiàn)。
3.2 電機(jī)車(chē)運(yùn)行沖擊力大
3.2.1 產(chǎn)生的原因：1）起動(dòng)過(guò)程操作不當(dāng)；2）彈簧托架的鋼板折斷；3）車(chē)輪輪箍磨損嚴(yán)重；4）軌道變形。
3.2.2 預(yù)防措施：1）按照煤礦安全規(guī)程來(lái)操作；2）及時(shí)更換彈簧鋼板；3）更換輪對(duì)或輪箍；4）定期維修軌道。
3.3 電動(dòng)機(jī)不能正常起動(dòng)
3.3.1 產(chǎn)生的原因：1）電樞繞組、勵(lì)磁繞組接線(xiàn)因焊接不良或碳刷壓力過(guò)大而開(kāi)路；2）整流子火花太大，溫升過(guò)高而開(kāi)焊；3）換向器的焊點(diǎn)斷開(kāi)；4）碳刷過(guò)渡磨損，壓力不足；5）受電弓損壞或與架空線(xiàn)接觸不良；6）晶閘管脈沖調(diào)速裝置電器元件損壞；7）供電線(xiàn)路電壓低于規(guī)定值。
3.3.2 預(yù)防措施：1）檢查碳刷壓力，維修線(xiàn)路；2）維修整流子和線(xiàn)路；3）維修焊接接點(diǎn)；4）更換碳刷；5）維修或更換受電弓；6）檢查維修、更換損壞電器元件；7）升高線(xiàn)路電壓達(dá)到額定值。
3.4 電動(dòng)機(jī)聲音異常
3.4.1 產(chǎn)生的原因：1）軸承過(guò)渡磨損或損壞；2）軸承油不足或不干凈；3）碳刷壓力過(guò)大；4）固定磁極的螺釘松動(dòng)；5）整流子失圓或損壞。
3.4.2 預(yù)防措施：1）更換軸承；2）補(bǔ)充或更換油；3）調(diào)整碳刷壓力；4）擰緊松動(dòng)的螺釘；5）維修整流子。
4 結(jié)論
總之，礦用電機(jī)車(chē)在礦井軌道運(yùn)輸中起著重要的作用，是礦井高產(chǎn)、高效運(yùn)輸大動(dòng)脈的可靠保障。電機(jī)車(chē)一旦出現(xiàn)故障將會(huì)給礦井帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。因此，研究礦用電機(jī)車(chē)的常見(jiàn)故障及預(yù)防措施，有助于迅速解決電機(jī)車(chē)的故障，并給予及時(shí)的處理，從而在較短的時(shí)間內(nèi)解決故障，確保煤礦的安全生產(chǎn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]李炳文、王啟廣，礦山機(jī)械[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.
礦山按產(chǎn)品類(lèi)型可分為煤礦、金屬礦和非金屬等;按采掘方式可分為露天開(kāi)采礦山和地下開(kāi)采礦山兩大類(lèi)。本文主要介紹變頻調(diào)速器在金屬礦山中的應(yīng)用的現(xiàn)狀和應(yīng)用前景，對(duì)煤礦亦有參考價(jià)值，因?yàn)槁短烀旱V和露天金屬礦開(kāi)采方式和生產(chǎn)設(shè)備基本相同，地下礦山除需要考慮設(shè)備的防爆問(wèn)題外，大部分生產(chǎn)設(shè)備也與金屬礦大同小異。露天采礦和地下采礦所用的生產(chǎn)設(shè)備有很大不同。
露天礦山是以大型設(shè)備為主要特點(diǎn)，要求優(yōu)良的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)，以保證這些大型設(shè)備的高效率運(yùn)行。露天礦山的這些大型設(shè)備包括用于穿孔的牙輪鉆機(jī)，用于裝載礦、巖石的電鏟(挖掘機(jī))，用于運(yùn)輸?shù)V、巖石的大型汽車(chē)等。它們都要求電氣傳動(dòng)系統(tǒng)具有良好的調(diào)速性能，目前這些大型設(shè)備大多采用直流調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)。
地下礦山的生產(chǎn)較露天礦山復(fù)雜。由于井下生產(chǎn)的空間窄小，使生產(chǎn)設(shè)備環(huán)境潮濕、陰暗，粉塵大、噪音大、振動(dòng)大、并有塌方的危險(xiǎn)，工作條件十分惡劣。因此，井下生產(chǎn)設(shè)備的體積受限，這些設(shè)備以小型化為主，體積小、重量輕，對(duì)電氣傳動(dòng)的要求不高。但提升、排水、通風(fēng)、壓氣等固定設(shè)備是地下礦山的要害部門(mén)，也是耗電大戶(hù)，因此，這些設(shè)備的安全運(yùn)行和節(jié)能就顯得至關(guān)重要。
根據(jù)我們多年來(lái)從事礦山電氣傳動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)及在礦山進(jìn)行變頻調(diào)速的應(yīng)用實(shí)踐，我認(rèn)為，在礦山應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)于提高礦山生產(chǎn)設(shè)備的效率，節(jié)約電能都是至關(guān)重要的。但遺憾的是在礦山應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)還很不普遍，除了因變頻器的投資問(wèn)題外，與人們對(duì)變頻器的認(rèn)識(shí)不夠有關(guān)，也與不能正確了解礦山設(shè)備對(duì)變頻器的特殊要求、不能正確地應(yīng)用變頻器、因此所帶來(lái)的負(fù)面影響有很大關(guān)系。
本文主要介紹目前礦山應(yīng)用變頻器的狀況，礦山設(shè)備對(duì)電氣傳動(dòng)的特殊要求，以及如何正確地選用變頻器等。
2變頻器在露天礦山設(shè)備中的應(yīng)用
2.1電鏟
電鏟用于裝載礦巖，其工作條件非常惡劣，特別是在爆破不好的情況下挖根底作業(yè)，經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)大的沖擊載荷，甚至堵轉(zhuǎn)。因此，電鏟對(duì)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)就有較高的要求:要求電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械特性曲線(xiàn)的包絡(luò)面積大，有足夠的有用功率;要求有良好的調(diào)速性能，能四象限運(yùn)行，能快速地進(jìn)行加、減速和反轉(zhuǎn)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快;要求系統(tǒng)制動(dòng)性能好，并能回收能量;要求系統(tǒng)運(yùn)行可靠，維修方便等。由于電鏟對(duì)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的這些特殊要求，所以，我國(guó)電鏟目前應(yīng)用的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)主要還是直流傳動(dòng)系統(tǒng)。例如:WK-4M、WK10、WD-1200和195-B等型號(hào)的電鏟都是采用直流發(fā)電機(jī)-直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)機(jī)組系統(tǒng));從美國(guó)Harnischfeger公司引進(jìn)制造的P&H-2300XP和P&H-2800XP型電鏟則是采用晶閘管變流器-直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)晶閘管直流系統(tǒng))。雖然后者比前者技術(shù)先進(jìn)，效率也有所提高，但這兩種系統(tǒng)都還存在直流電機(jī)的固有的缺點(diǎn)，即維修工作量大、效率較低等。
自上世紀(jì)90年代后期，我國(guó)有個(gè)別礦山從美國(guó)B-E公司引進(jìn)了變頻器-鼠籠型電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)交流變頻調(diào)速系統(tǒng))，這是全交流化的電鏟電氣傳動(dòng)系統(tǒng)。例如:385-B、295-BⅡ、290-BⅢ型電鏟就是全交流化電鏟，變頻調(diào)速由德國(guó)SIEMENS公司開(kāi)發(fā)、提供的電壓型變頻器。現(xiàn)以395-B電鏟為例作一簡(jiǎn)要說(shuō)明:高壓交流電由電纜經(jīng)集電環(huán)引入電鏟，由1600kVA主變壓器將6kV變?yōu)?75V，由1950A的整流器將交流變?yōu)橹绷鳎?jīng)濾波后送入公共直流母線(xiàn)。在直流母線(xiàn)上有4臺(tái)容量為750kVA的逆變器，其中2臺(tái)并聯(lián)供電給1臺(tái)容量為1066kW的提升電動(dòng)機(jī);第三臺(tái)逆變器供電兩臺(tái)容量各為243kW的回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī);第四臺(tái)逆變器供電給容量為294kW推壓電動(dòng)機(jī)。當(dāng)某工作機(jī)構(gòu)處于再生制動(dòng)工作時(shí)，逆變器將再生制動(dòng)能量反饋到公共直流母線(xiàn)上，可供其它工作機(jī)構(gòu)使用，使能量得到充分利用。使用不完的制動(dòng)能量，可以通過(guò)制動(dòng)電阻消耗掉。
實(shí)踐證明，交流變頻調(diào)速電鏟和前兩種直流調(diào)速電鏟相比，具有節(jié)約電能、調(diào)速性能好、可靠性高、維護(hù)量小、生產(chǎn)效率高、功率因數(shù)高(0.95以上)等優(yōu)點(diǎn)，是公認(rèn)的電鏟電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向。
2.2變頻器在牙輪鉆機(jī)中的應(yīng)用
牙輪鉆機(jī)是露天礦山、尤其是大型露天礦山的主要穿孔設(shè)備。為使牙輪鉆機(jī)在不同的巖層中都能保持較佳的鉆進(jìn)狀態(tài)，要求鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能根據(jù)巖層的性質(zhì)進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速。鉆機(jī)的提升/行走機(jī)構(gòu)也需要無(wú)級(jí)調(diào)速。目前，牙輪鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和提升/行走機(jī)構(gòu)一般都是直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)。主要有三種調(diào)速裝置:(1)采用晶閘管直流調(diào)速裝置的牙輪鉆機(jī)有:YZ-55，YZ-35和YZ-12型;(2)采用大功率磁放大器調(diào)速裝置的有KY-250型牙輪鉆機(jī)和從美國(guó)進(jìn)口的45R型牙輪鉆機(jī);(3)采用直流發(fā)電機(jī)組調(diào)速裝置的有從美國(guó)進(jìn)口的60R型牙輪鉆機(jī)。
牙輪鉆機(jī)上應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)不僅是為了節(jié)能，更重要的是為了提高鉆機(jī)的生產(chǎn)效率，降低維修工作量。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)安裝在鉆桿的頂端，工作條件異常惡劣，以往使用的直流電動(dòng)機(jī)經(jīng)常損壞，維修工作量大，影響牙輪鉆機(jī)的正常作業(yè)和效率的提高。因此采用堅(jiān)固耐用的交流鼠籠型電動(dòng)機(jī)代替直流電動(dòng)機(jī)，用變頻調(diào)速裝置代替直流調(diào)速裝置，就成為人們公認(rèn)的牙輪鉆機(jī)電氣傳動(dòng)的發(fā)展方向。在牙輪鉆機(jī)上應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)的難點(diǎn)在于:鉆機(jī)的轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等對(duì)調(diào)速裝的性能要求高，因?yàn)橛捎趲r層地質(zhì)條件的不同，鉆機(jī)在鉆進(jìn)工作時(shí)有可能被卡鉆，使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)堵轉(zhuǎn)，這就要求調(diào)速裝置的機(jī)械特性曲線(xiàn)具有挖土機(jī)特性，并具有立即反轉(zhuǎn)和立即重新起動(dòng)、鉆進(jìn)功能;牙輪鉆機(jī)振動(dòng)大，對(duì)調(diào)速設(shè)備的防振要求高。變頻調(diào)速在牙輪鉆機(jī)中的應(yīng)用首先是由美國(guó)B-E公司在55R型牙輪鉆機(jī)上應(yīng)用。我國(guó)礦山的牙輪鉆機(jī)的變頻調(diào)速還在開(kāi)發(fā)試驗(yàn)之中，尚未在推廣應(yīng)用。
2.3電動(dòng)輪汽車(chē)的電氣傳動(dòng)
目前，大型露天礦山的運(yùn)輸主要是采用無(wú)軌運(yùn)輸，而主要運(yùn)輸設(shè)備是大型汽車(chē)，特別是電動(dòng)輪汽車(chē)成為了大型露天礦山的主要運(yùn)輸設(shè)備。這是因?yàn)殡姎鈧鲃?dòng)比機(jī)械傳動(dòng)有更多的優(yōu)點(diǎn)。如調(diào)速性能好，響應(yīng)速度快，調(diào)速平滑無(wú)沖擊;可實(shí)現(xiàn)恒功率調(diào)節(jié)，能充分利用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，耗油少;制動(dòng)安全，牽引特性好等。目前，世界各國(guó)大型露天礦，包括我國(guó)的大型露天礦都普遍采用電動(dòng)輪汽車(chē)。我國(guó)自1975年以來(lái)，引進(jìn)了不少電動(dòng)輪汽車(chē)，并成功研制開(kāi)發(fā)了SF3102型100t和LN-3100型108t電動(dòng)輪汽車(chē)，與美國(guó)UnitRig公司合作制造了MARK-36型154t電動(dòng)輪汽車(chē)。
電動(dòng)輪汽車(chē)的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)主要有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的直流發(fā)電機(jī)-直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)-交流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，它通過(guò)控制發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，人們也在探討將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于電動(dòng)輪汽車(chē)電氣傳動(dòng)的可能性。但目前尚未見(jiàn)到成功的先例。不過(guò)，作為大型露天礦山的主要運(yùn)輸設(shè)備的電動(dòng)輪汽車(chē)，人們會(huì)繼續(xù)努力，研究將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于電動(dòng)輪汽車(chē)，以進(jìn)一步改善其調(diào)速性能，提高其運(yùn)輸能力。
3變頻器在地下礦山中的應(yīng)用
3.1變頻調(diào)速技術(shù)在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用
礦井提升機(jī)是地下礦山運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備。它是用一定的裝備沿井筒運(yùn)出礦石、廢石、升降人員及材料、設(shè)備等運(yùn)輸環(huán)節(jié)。礦井提升設(shè)備按井筒傾角可分為豎井提升設(shè)備和斜井提升設(shè)備;按提升容器可分為罐籠提升機(jī)和箕斗提升機(jī)等;按提用途可分為主提升機(jī)(專(zhuān)們或主性提升礦石，一般稱(chēng)為主井提升機(jī))，副井提升機(jī)(提升廢石、升降人員、運(yùn)送材料和設(shè)備等，一般稱(chēng)為副井提升機(jī))和輔助提升機(jī)(如天井電梯、檢修提升等)。
礦井提升是地下礦山生產(chǎn)的咽喉，所以，無(wú)論哪種提升機(jī)，對(duì)電氣傳動(dòng)的要求都很高，因?yàn)殡姎鈧鲃?dòng)系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，可靠性的高低，都直接關(guān)系到礦山生產(chǎn)的效率和礦山生產(chǎn)的正常進(jìn)行。對(duì)礦井提升機(jī)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的要求是:有良好的調(diào)速性能，調(diào)速精度高，四象限運(yùn)行，能快速進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，有準(zhǔn)確的制動(dòng)和定位功能，可靠性要求高等。
目前，我國(guó)地下礦山礦井提升機(jī)的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)主要有:對(duì)于大型礦井提升機(jī)，主要采用直流傳動(dòng)系統(tǒng)，有采用直流電動(dòng)機(jī)-直流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和晶閘管變流器-直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng);這兩種系統(tǒng)都存在著直流電動(dòng)機(jī)固有的缺點(diǎn)，如效率不高，維修工作量較大等。對(duì)于中、小型提升機(jī)，則多采用交流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)，如采用交流繞線(xiàn)式電動(dòng)機(jī)，使用電機(jī)轉(zhuǎn)子切換電阻調(diào)速，這種電氣傳動(dòng)系統(tǒng)雖然設(shè)備簡(jiǎn)單，但它是有級(jí)調(diào)速，調(diào)速性能差，效率低，大量的電能消耗在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻上，而且可靠性也差。
將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于礦井提升機(jī)是礦井提升機(jī)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向。我國(guó)已有幾臺(tái)大型礦井提升機(jī)采用交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)，取得了很好的效果，但其缺點(diǎn)是功率因數(shù)不高，諧波大，需加諧波和功率因數(shù)補(bǔ)償裝置。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，交-直-交電壓型變頻調(diào)速技術(shù)已開(kāi)始在礦井提升機(jī)中應(yīng)用。例如國(guó)外已有礦山將有源前端三電平變頻器應(yīng)用于礦井提升機(jī)上，據(jù)介紹，采用這種變頻調(diào)速的交流提升機(jī)可以克服直流調(diào)速系統(tǒng)和交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)的缺點(diǎn)，是提升機(jī)電氣傳動(dòng)的發(fā)展方向。對(duì)于小型交流提升機(jī)已有成功應(yīng)用變頻器的實(shí)例，如山東風(fēng)光電子有限公司和東營(yíng)市東萃科技有限公司合作開(kāi)發(fā)的變頻器，成功地應(yīng)用于山東寧陽(yáng)縣華寧煤礦的380V,180kw的交流提升機(jī)上。
3.2變頻調(diào)速技術(shù)在空壓機(jī)中的應(yīng)用
空氣壓縮機(jī)是地下礦山生產(chǎn)的重要設(shè)備之一，它生產(chǎn)壓縮空氣，用以帶動(dòng)風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)、風(fēng)動(dòng)裝巖機(jī)等設(shè)備以及其它風(fēng)動(dòng)工具，其耗電量在礦山總耗電量中占有相當(dāng)大的比重。深入分析空氣壓縮機(jī)的電能消耗情況，找出節(jié)能潛力，實(shí)現(xiàn)空氣壓縮機(jī)的節(jié)能運(yùn)行，將會(huì)降低礦山生產(chǎn)成本，提高其經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)以凡口鉛鋅礦為例說(shuō)明:
凡口鉛鋅礦坑口空壓機(jī)站共有6臺(tái)空氣壓縮機(jī)，其中4臺(tái)為日本日立空氣壓縮機(jī)。4臺(tái)日立壓縮機(jī)型號(hào):BTD2，排氣壓力7kg/cm2，排氣量103m3/min屬兩級(jí)壓縮活塞式壓縮機(jī)，其拖動(dòng)電機(jī)型號(hào)EFOU，額定功率450kW，額定電壓380V，額定電流892A，采用Y/Δ降壓起動(dòng)方式;2臺(tái)國(guó)產(chǎn)空氣壓縮機(jī)(活塞式空氣壓縮機(jī))，其拖動(dòng)電機(jī)為高壓(6kV)同步電動(dòng)機(jī)。6臺(tái)空氣壓縮機(jī)采用并聯(lián)運(yùn)行方式。一般情況下，只運(yùn)行2～3臺(tái)(其中一臺(tái)國(guó)產(chǎn)空氣壓縮機(jī))其余的空氣壓縮機(jī)作為備用。空氣壓縮機(jī)站的容量是按最大排氣量并考慮備用來(lái)確定的，然而在實(shí)際的使用過(guò)程中，用氣設(shè)備的耗氣量是經(jīng)常變化的，當(dāng)耗氣量小于壓縮空氣站的排氣量時(shí)，便需對(duì)空氣壓縮機(jī)進(jìn)行控制，以減少排氣量使之適應(yīng)耗氣量的變化，否則空氣壓縮機(jī)排氣系統(tǒng)的壓力會(huì)升至不能允許的數(shù)值，使空氣壓縮機(jī)和用氣設(shè)備的零部件負(fù)載過(guò)大，并有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。凡口鉛鋅礦4臺(tái)日本日立空壓機(jī)采用的是多級(jí)壓力節(jié)流進(jìn)氣控制方式:即當(dāng)壓力低于6.2Mpa時(shí),打開(kāi)全部進(jìn)氣閥,壓縮機(jī)組以100%負(fù)荷率狀態(tài)運(yùn)行;當(dāng)壓力達(dá)到6.2~6.5Mpa時(shí)關(guān)閉隙閥，壓縮機(jī)組以75%負(fù)荷率運(yùn)行;當(dāng)壓力達(dá)到6.8~7Mpa時(shí),關(guān)閉一個(gè)進(jìn)氣閥,壓縮機(jī)組以50%負(fù)荷率運(yùn)行,當(dāng)壓力達(dá)到7Mpa時(shí)關(guān)閉所有進(jìn)氣閥,壓縮機(jī)組進(jìn)入空載運(yùn)行狀態(tài).由于活塞式空氣壓縮機(jī)的起、停有著嚴(yán)格而復(fù)雜的規(guī)程，不允許頻繁起停。為了滿(mǎn)足井下用氣量的變化，一般由調(diào)度人員根據(jù)井下用氣量的時(shí)間變化特點(diǎn),把一天分為幾個(gè)時(shí)段，每一個(gè)時(shí)段需要開(kāi)的空壓機(jī)臺(tái)數(shù)由該時(shí)段內(nèi)最大用氣量決定。在該時(shí)段內(nèi)，空壓機(jī)不允許增開(kāi)或停開(kāi)(特殊情況除外)。地下礦金屬礦山的空壓機(jī)站多采用這種方式，但這種控制方式很顯然存在一些比較大的缺點(diǎn):
(1)據(jù)統(tǒng)計(jì)，壓縮機(jī)組75%負(fù)荷運(yùn)行率為41%，50%負(fù)荷運(yùn)行率為14%。無(wú)論空氣壓縮機(jī)是處于75%、50%還是空載運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，管網(wǎng)壓力較正常供氣壓力要高，井下用氣量很顯然要小于供氣量，而這時(shí)各臺(tái)空氣壓縮機(jī)仍然全速生產(chǎn)壓縮空氣，帶來(lái)了不必要的電能浪費(fèi)。
(2)節(jié)精度低，在某一進(jìn)風(fēng)量工作狀態(tài)下壓力波動(dòng)大，特別在生產(chǎn)用風(fēng)量變化頻繁時(shí)期內(nèi)(用風(fēng)量大且變化頻繁)，不能穩(wěn)定風(fēng)壓;
(3)閥門(mén)動(dòng)作值在一次整定后經(jīng)常會(huì)變，有時(shí)會(huì)使整個(gè)壓風(fēng)系統(tǒng)工作壓力偏高，增大了單位壓風(fēng)量的功耗;
(4)當(dāng)空壓機(jī)運(yùn)行在75%、50%進(jìn)氣量的工作狀態(tài)下，進(jìn)氣流速增大，造成進(jìn)氣過(guò)程壓風(fēng)量的損失，降低了壓風(fēng)機(jī)的效率。
因此有必要對(duì)現(xiàn)有的調(diào)節(jié)方式進(jìn)行改進(jìn)，以節(jié)約電能，提高空壓機(jī)的運(yùn)行效率。我院和凡口鉛鋅礦合作，用變頻調(diào)速對(duì)其空壓機(jī)站進(jìn)行技術(shù)改造。
空壓機(jī)恒壓自動(dòng)控制變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示:
空壓機(jī)恒壓自動(dòng)控制變頻調(diào)速系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)5#空壓機(jī)和6#空壓機(jī)的輪換控制。5#空壓機(jī)和6#空壓機(jī)均可由新老兩套系統(tǒng)拖動(dòng)，這樣做有兩個(gè)目的:伒5#空壓機(jī)出現(xiàn)故障需要檢修時(shí)，新系統(tǒng)可迅速切換到6#機(jī)，以提高恒壓控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的利用率;當(dāng)新系統(tǒng)出現(xiàn)故障需要停車(chē)檢修時(shí)，能夠很快地投入老系統(tǒng)運(yùn)行，不致于影響正常生產(chǎn);當(dāng)管網(wǎng)壓力超出恒壓調(diào)節(jié)范圍時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出增開(kāi)或者減開(kāi)一臺(tái)空壓機(jī)。
系統(tǒng)于1999年4月2日在凡口鉛鋅礦通過(guò)了驗(yàn)收，正式移交生產(chǎn)使用，系統(tǒng)運(yùn)行十分正常，滿(mǎn)足了生產(chǎn)的需要，達(dá)到了預(yù)期的目的。本系統(tǒng)的目的是為了節(jié)能，根據(jù)廣州金粵節(jié)能服務(wù)站對(duì)本系統(tǒng)做的節(jié)能測(cè)試:采用本空氣壓縮機(jī)恒壓控制變頻調(diào)速系統(tǒng)平均每天節(jié)電量2226kWh。按照年工作日330天計(jì)，則采用恒壓控制變頻調(diào)速系統(tǒng)每年可節(jié)電734629kWh，按照凡口鉛鋅礦現(xiàn)行電價(jià)0.7元/kWh計(jì)，每年可節(jié)約電費(fèi)51.42萬(wàn)元。本系統(tǒng)總共投資98萬(wàn)元，兩年內(nèi)即可收回全部投資。本系統(tǒng)應(yīng)用的成功為活塞式空氣壓縮機(jī)的節(jié)能運(yùn)行提供了重要的新手段，對(duì)于企業(yè)節(jié)能降耗，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有重要意義，有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
3.3變頻調(diào)速技術(shù)在礦井通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用
礦井通風(fēng)機(jī)是地下礦山生產(chǎn)的主要用電設(shè)備之一，其節(jié)能運(yùn)行在礦山節(jié)電中占有重要的地位。礦井通風(fēng)機(jī)一般采用異步電機(jī)或同步電機(jī)拖動(dòng)，恒速運(yùn)轉(zhuǎn)，一般容量大，電機(jī)供電電壓高(6kV或10kV)。
礦山建設(shè)的特點(diǎn)是:巷道逐年加深，產(chǎn)量逐年增加，所需的通風(fēng)量逐年上升。但礦井通風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)選型時(shí)，往往是按最大開(kāi)采量時(shí)所需的風(fēng)量為依據(jù)的，一般都留有余量，因此礦井在投產(chǎn)后幾年甚至十幾年內(nèi)，礦井通風(fēng)機(jī)都是處在低負(fù)載下運(yùn)行。此外，通常礦山井下作業(yè)不均衡，一般夜班工作人員少，所需風(fēng)量也小，在節(jié)假日時(shí)，可能只有泵房等固定的井下場(chǎng)所的值班人員工作。盡管井下人員少，但也得照常向井下送風(fēng)，礦井通風(fēng)機(jī)一般不調(diào)節(jié)風(fēng)量，若要調(diào)節(jié)風(fēng)量時(shí)，傳統(tǒng)的方法是調(diào)節(jié)檔板。這種辦法雖然簡(jiǎn)單，但從節(jié)能的觀點(diǎn)看，是很不經(jīng)濟(jì)的。圖2所示為幾種調(diào)節(jié)風(fēng)量的方法節(jié)電比較。
圖2中:1—擋板法;2—前導(dǎo)器法;3—液力耦合器;4—繞線(xiàn)電動(dòng)機(jī)切換轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速法;5—變頻調(diào)速法。
由圖2可見(jiàn)，變頻調(diào)速法在各種風(fēng)量調(diào)節(jié)方法中是最理想、最有效、最節(jié)能的調(diào)節(jié)方法。有關(guān)變頻調(diào)速技術(shù)在礦井通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用，仍以凡口鉛鋅礦為例說(shuō)明。
該礦的礦井通風(fēng)機(jī)都采用高壓電機(jī)傳動(dòng)，有高壓同步電機(jī)和高壓異步電機(jī)兩大類(lèi)。由于礦井通風(fēng)機(jī)是礦山的耗電大戶(hù)，節(jié)電潛力很大，但它又是高壓電機(jī)傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速有一定困難。于是，長(zhǎng)沙礦山研究院與凡口鉛鋅礦、冶金自動(dòng)化研究院等單位合作，以老南風(fēng)井的6kV，800kW同步電機(jī)傳動(dòng)的礦井通風(fēng)機(jī)為對(duì)象，研制開(kāi)發(fā)了同步電機(jī)直接高壓變頻器。1997年8月投入運(yùn)行，并于1998年4月28日通過(guò)了中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司的技術(shù)鑒定，獲得了部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。這是國(guó)內(nèi)第一臺(tái)同步電機(jī)直接高壓變頻器，節(jié)電效果十分顯著。新南風(fēng)井的礦井通風(fēng)機(jī)采用6kV,880KW高壓異步電機(jī)傳動(dòng)，高壓變頻器采用SIEMENS公司的SIMOVERTMV型三電平高壓變頻器。于2002年9月投入運(yùn)行，節(jié)電效果也是十分顯著的。下面分別簡(jiǎn)要介紹這兩種高壓變頻器。
(1)同步電機(jī)直接高壓變頻器
同步電機(jī)高壓變頻器主要有兩類(lèi)，即他控式變頻調(diào)速系統(tǒng)和自控式變頻調(diào)速系統(tǒng)。他控式變頻調(diào)速系統(tǒng)所用的變頻裝置是獨(dú)立的，其輸出頻率直接由速度給定信號(hào)決定，屬速度開(kāi)環(huán)控制。自控式變頻調(diào)速系統(tǒng)可以使同步電機(jī)不存在失步和振蕩等問(wèn)題，所以一般都采用自控式運(yùn)行。
我們與有關(guān)單位合作研制開(kāi)發(fā)的這種同步電機(jī)直接高壓變頻調(diào)速裝置是采用交-直-交電流型變頻調(diào)速系統(tǒng)，屬自控式變頻調(diào)速系統(tǒng)，它由變頻器、同步電機(jī)、轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器以及控制系統(tǒng)組成。變頻器主電路采用晶閘管串聯(lián)組成的高壓閥串作為功率元件，它是利用同步電機(jī)的反電勢(shì)來(lái)關(guān)斷逆變器的晶閘管，它沒(méi)有強(qiáng)迫換流電路，因而主電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。變頻器的框圖如圖3所示。
圖3中，硬件全套設(shè)備由高壓開(kāi)關(guān)切換柜(圖中未表示出)、整流柜、逆變柜、勵(lì)磁柜、控制柜、操作臺(tái)及交流進(jìn)線(xiàn)電抗器、直流平波電抗器、轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器、光電編碼器等到部分組成。
根據(jù)凡口礦生產(chǎn)的情況需要，本高壓變頻器按周期性的固定頻率運(yùn)行，早班(7:00~16:00)變頻裝置運(yùn)行在40Hz，中班(16:00~19:00)運(yùn)行在35Hz，在19:00~20:00期間為放炮時(shí)間，變頻器運(yùn)行于40Hz，20:00~23:00運(yùn)行在35Hz，23:00~24:00期間為放炮時(shí)間，變頻器運(yùn)行于40Hz，0:00~3:00井下作業(yè)人員很少運(yùn)行于28Hz，3:00~4:00期間為放炮時(shí)間，變頻器運(yùn)行于40Hz，4:00~7:00運(yùn)行于28Hz。
經(jīng)廣州金粵節(jié)能服務(wù)站的節(jié)能測(cè)試及能量平衡測(cè)試，以及凡口礦老南風(fēng)井的實(shí)際記錄，在正常生產(chǎn)期間，節(jié)電率達(dá)42%;節(jié)假日時(shí)變頻器運(yùn)行于28Hz，節(jié)電率達(dá)73%。年節(jié)電為192.3萬(wàn)kWh，在不到一年的時(shí)間內(nèi)，就由節(jié)電費(fèi)用收回到了高壓變頻器的全部投資，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
(2)異步電機(jī)三電平高壓變頻器
在成功研制開(kāi)發(fā)了老南風(fēng)井同步電機(jī)直接高壓變頻器的基礎(chǔ)上，根據(jù)深部開(kāi)采的需要，對(duì)新南風(fēng)井的礦井通風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，我院和有關(guān)單位合作，經(jīng)過(guò)論證，最終決定采用引進(jìn)WOODS軸流式風(fēng)機(jī)和Siemens公司的SIMOVERTMV三電平高壓變頻器。該變頻器的原理圖如圖4所示。
但SIEMENS公司實(shí)際提供的這種三電平高壓變頻器的系統(tǒng)如圖5的框圖所示。
由圖5可見(jiàn)，6kV高壓電源經(jīng)三繞組降壓變壓器降壓，2組二次側(cè)繞組(接法、Y)，電壓各為1.2kV，經(jīng)各自的6脈沖整流橋整流成直流，直流電壓為3240V(正負(fù)電壓各為1620V)經(jīng)三電平逆變器變頻變壓，可輸出頻率可變的0~2300V的三相交流電壓;經(jīng)濾波器濾波后，再經(jīng)升壓變壓器升壓至6kV，供給6kV高壓電動(dòng)機(jī)調(diào)速。
新南風(fēng)井高壓變頻器原訂為直接高壓變頻器，但由圖5可見(jiàn)，這實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)高低高式高壓變頻器，因?yàn)樗粌H有降壓變壓器，而且也有升壓變壓器。不過(guò)經(jīng)我們對(duì)其進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真，其結(jié)果表明，盡管它是高-低-高式高壓變頻器，但并不影響它在生產(chǎn)中的應(yīng)用。
根據(jù)凡口礦目前的生產(chǎn)情況，高壓變頻器的運(yùn)行情況是:白班和中班，高壓變頻器運(yùn)行于40Hz，在晚班，由于井作業(yè)人員很少，高壓變頻器則運(yùn)行于30Hz，在節(jié)假日，則運(yùn)行于更低的頻率。據(jù)此，計(jì)算出節(jié)電效果，年平均節(jié)電為56%，年節(jié)電357.9萬(wàn)kWh，節(jié)電效果顯著達(dá)到了原計(jì)劃的節(jié)電目標(biāo)。
3.4關(guān)于球磨機(jī)、井下排水泵等是否可用變頻調(diào)速的問(wèn)題
球磨機(jī)、井下排水泵等設(shè)備容量大，都是礦山的高耗能設(shè)備。對(duì)于這些設(shè)備是否可以采用變頻調(diào)速來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行呢？我認(rèn)為，在這些設(shè)備上采用變頻調(diào)速是達(dá)不到節(jié)能目的的。
我們應(yīng)某金礦的委托，采用變頻器對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行調(diào)速節(jié)能試驗(yàn)。當(dāng)變頻器的輸出頻率調(diào)整到48Hz和45Hz時(shí)，球磨機(jī)的電能消耗雖有所降低，但磨礦質(zhì)量有很大降低，此時(shí)球磨機(jī)的出礦粒度由原來(lái)不調(diào)速時(shí)的300目粒度占99%，分別下降到90%和58%。可見(jiàn)這種工藝、設(shè)備條件下，不宜采用變頻調(diào)速節(jié)能運(yùn)行。
另外，我看到有的文章說(shuō)，變頻器用于井下排水泵站的節(jié)能[3]。我認(rèn)為，這是不現(xiàn)實(shí)的。因?yàn)槿魏蔚V山為排出井下的涌水，都在井底設(shè)有水倉(cāng)。值班工人根據(jù)水倉(cāng)水位確定開(kāi)仃水泵及開(kāi)仃幾臺(tái)水泵，因此它不需進(jìn)行流量的調(diào)節(jié)。所以，它不需要采用變頻器。對(duì)于地面生活供水或工業(yè)供水的泵站，由于需要根據(jù)用水量的多少來(lái)調(diào)節(jié)供水量，在這種情況下，采用變頻調(diào)速以調(diào)節(jié)流量，可達(dá)到節(jié)能的目的。
在礦山中，還有一些小型設(shè)備可以采用變頻調(diào)速節(jié)能，如螺旋給料機(jī)、沙泵等，在此就不一一介紹了。
4選擇變頻器應(yīng)注意的事項(xiàng)
變頻器，特別是高壓變頻器價(jià)格昂貴，如選擇不當(dāng)，達(dá)不到節(jié)電和提高生產(chǎn)效率的目的，以致造成浪費(fèi)和不必要的麻煩和損失。在這里，提供一些選擇變頻器的意見(jiàn)，供參考。
4.1根據(jù)工藝要求選擇變頻器
(1)電機(jī)調(diào)速雖是風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)能的有效途徑，但并非凡是風(fēng)機(jī)、水泵都能采用調(diào)速節(jié)電。對(duì)于工藝參數(shù)基本穩(wěn)定，不需要調(diào)速的風(fēng)機(jī)、水泵可以采用高效節(jié)能電機(jī)和高效節(jié)能風(fēng)機(jī)，以提高系統(tǒng)效率。對(duì)于已建成而配置不合理的風(fēng)機(jī)可以通過(guò)采用更換電機(jī)，調(diào)節(jié)葉片角度等方法達(dá)到節(jié)電的目的。選擇調(diào)速節(jié)能時(shí)應(yīng)注意:風(fēng)機(jī)、水泵的轉(zhuǎn)速變化范圍不宜太大，通常最低轉(zhuǎn)速不少于額定轉(zhuǎn)速的50%，一般調(diào)速范圍在100%~70%之間為宜，因?yàn)楫?dāng)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速的40%~50%時(shí)，風(fēng)機(jī)、水泵本身的效率明顯下降，是不經(jīng)濟(jì)的;調(diào)速范圍確定時(shí)，應(yīng)注意避開(kāi)機(jī)組的機(jī)械臨界共振轉(zhuǎn)速，否則調(diào)速至該諧振頻率時(shí)，將可能損壞機(jī)組。
(2)進(jìn)行可行性分析
在選擇要進(jìn)行的變頻調(diào)速的設(shè)備對(duì)象以后，應(yīng)從提高效率或提高產(chǎn)品質(zhì)量的需要情況，從節(jié)約電能的情況進(jìn)行分析、計(jì)算，并與變頻器的投資進(jìn)行比較，計(jì)算出變頻器的投資回收期。一般來(lái)說(shuō)，如能從節(jié)約的電費(fèi)或從提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高效率等方面所得的收益中，在兩年內(nèi)償還變頻器的投資，都應(yīng)認(rèn)為是可行的。同時(shí)還應(yīng)分析外部條件是否滿(mǎn)足變頻器的使用要求。
(3)變頻器的可靠性
變頻器的可靠性如何，直接決定了變頻器能否成功地應(yīng)用于生產(chǎn)。這是選擇哪種變頻器的首要條件。有的礦山所購(gòu)買(mǎi)的變頻器可靠性不高，加之自身的維修技術(shù)力量不強(qiáng)，變頻器出了故障，只好仃下，甚至棄用。造成損失，同時(shí)也為變頻器的繼續(xù)推廣應(yīng)用帶來(lái)負(fù)面影響。
(4)根據(jù)生產(chǎn)廠(chǎng)家提供的技術(shù)規(guī)格和技術(shù)參數(shù)來(lái)選擇變頻器在按工藝要求、電源條件、場(chǎng)地及容量等選擇了變頻器方案后，再具體到選擇哪個(gè)廠(chǎng)家的哪種高壓變頻器。在選擇變頻器時(shí)可以根據(jù)廠(chǎng)家提供的產(chǎn)品樣本等技術(shù)資料及報(bào)價(jià)表來(lái)選擇。
變頻器的制造廠(chǎng)家和經(jīng)銷(xiāo)商都會(huì)向準(zhǔn)備購(gòu)買(mǎi)變頻器的用戶(hù)提供樣本及報(bào)價(jià)。在樣本中，廠(chǎng)家公開(kāi)說(shuō)明其產(chǎn)品種類(lèi)、特性、技術(shù)指標(biāo)和特點(diǎn)，用戶(hù)在訂貨前通過(guò)對(duì)產(chǎn)品樣本資料可以對(duì)其產(chǎn)品有大概了解。因此對(duì)產(chǎn)品樣本的閱讀和了解是比較各廠(chǎng)家變頻器性能的重要依據(jù)。
4.2主要應(yīng)考慮的技術(shù)規(guī)格和技術(shù)參數(shù)
(1)型號(hào)
各廠(chǎng)家生產(chǎn)的變頻器的型號(hào)多是系列號(hào)和容量的組合，通過(guò)對(duì)型號(hào)和規(guī)格得了解，
可以確認(rèn)該廠(chǎng)家生產(chǎn)的品種，對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，不一定會(huì)使用到全系列的變頻器，但可以從型號(hào)、規(guī)格、所采用的功率元件、控制技術(shù)等方面判斷廠(chǎng)家的實(shí)力和生產(chǎn)態(tài)勢(shì)，甚至可以從一個(gè)方面判斷其產(chǎn)品質(zhì)量。產(chǎn)品品種齊全，容量覆蓋范圍大，功率元件及控制技術(shù)先進(jìn)的廠(chǎng)家，一般來(lái)說(shuō)其實(shí)力強(qiáng)，生產(chǎn)態(tài)勢(shì)好，產(chǎn)品質(zhì)量一般來(lái)說(shuō)也會(huì)有較好的保障。
(2)效率
變頻器效率的高低，直接關(guān)系到變頻器調(diào)速節(jié)能的多少，因?yàn)樵谧冾l器運(yùn)行時(shí)，變頻
器本體也要消耗一部分電能。一般來(lái)說(shuō)直接高壓變頻器的效率都可達(dá)到0.97~0.98,而高-低-高式高壓變頻器由于多一個(gè)變壓器的損耗，使其系統(tǒng)效率有所降低。
(3)功率因數(shù)
在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)，功率因數(shù)的變化是一項(xiàng)重要指標(biāo)。最好是在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)功率因數(shù)都保持在0.95以上，以使其符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3485-83的標(biāo)準(zhǔn)，這只有電壓型變頻器和IGBT單相變頻器串聯(lián)的高壓變頻器能夠滿(mǎn)足此項(xiàng)規(guī)定。而電流型變頻器較難滿(mǎn)足這項(xiàng)要求。
(4)諧波
國(guó)家對(duì)電網(wǎng)諧波有嚴(yán)格要求。限制用戶(hù)非線(xiàn)性諧波設(shè)備注入電網(wǎng)的諧波電流，是限制電網(wǎng)電壓正弦波畸變的關(guān)鍵。所用的高壓變頻器的諧波(即裝置對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的諧波)必須符合國(guó)標(biāo)GB/T14549-93“電能質(zhì)量、公用電網(wǎng)諧波”的規(guī)定，在國(guó)際上要符合IEEE-519標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。對(duì)于電流型變頻器如采用六脈沖整流，則5次、7次諧波都超過(guò)了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)采用12脈沖整流或附加諧波補(bǔ)償措施。
(5)輸出容量和額定輸出電流
變頻器輸出容量以kVA或kW表示，它代表可以供給電動(dòng)機(jī)的輸出功率。用kW表示時(shí)，一般以四極標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)為基礎(chǔ)考慮;用kVA表示，需進(jìn)行核算。額定輸出電流是在額定電壓下變頻器能夠連續(xù)輸出的電流值。在以輸出容量為標(biāo)準(zhǔn)選擇了變頻器以后，還應(yīng)對(duì)額定輸出電流進(jìn)行核算，以使電動(dòng)機(jī)的額定電流不要超過(guò)變頻器的額定輸出電流。
(6)率范圍
由最低使用頻率和最高頻率定義調(diào)速范圍。最低使用頻率的意思與起動(dòng)頻率不同。起動(dòng)頻率很小時(shí)，并不一定能使電機(jī)從該頻率起動(dòng)。變頻器要對(duì)最高頻率設(shè)定，對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵的最高頻率應(yīng)設(shè)定(即箝位)在50Hz，所有的變頻器都可滿(mǎn)足這個(gè)要求，在選擇變頻器時(shí)可不作考慮，但使用中需注意此點(diǎn)。
(7)電源容量和允許電壓變化范圍
供給變頻器的電源容量應(yīng)足夠大，電源電壓變化范圍應(yīng)在變頻器允許的范圍。用戶(hù)在選擇變頻器時(shí)應(yīng)根據(jù)自己電網(wǎng)容量及電網(wǎng)電壓的變化情況，對(duì)變頻器進(jìn)行選擇。曾有一個(gè)礦山因電壓波動(dòng)范圍超過(guò)了變頻器的允許范圍，而使變頻器不能正常應(yīng)用。
(8)保護(hù)功能
變頻器樣本中一般表明其保護(hù)功能，這是為了檢測(cè)出變頻器的異常情況和防止外部原因及內(nèi)部異常對(duì)變頻器造成損害，保護(hù)變頻器正常運(yùn)行和變頻器安全可靠。因此保護(hù)種類(lèi)是否齊全、完善，從一個(gè)方面反映變頻器質(zhì)量和運(yùn)行的安全可靠性。
(9)價(jià)格
變頻器價(jià)格是用戶(hù)最關(guān)心的問(wèn)題之一，用戶(hù)應(yīng)了解廠(chǎng)家或經(jīng)銷(xiāo)商所報(bào)出的價(jià)格的具體含義和具體內(nèi)容，及服務(wù)內(nèi)容，以及任選件價(jià)格等。還應(yīng)與其它廠(chǎng)家的變頻器進(jìn)行綜合比較。
5結(jié)束語(yǔ)
《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》第39條，已將變頻調(diào)速技術(shù)列為通用節(jié)能技術(shù)加以推廣。在礦山推廣應(yīng)用變頻器節(jié)能是重要目的之一，如風(fēng)機(jī)、水泵;同時(shí)也有提高生產(chǎn)效率、降低維修工作量、提高產(chǎn)品質(zhì)量等目的，如電鏟、牙輪鉆機(jī)、礦井提升機(jī)等。在礦山應(yīng)用變頻器和其它工業(yè)部門(mén)有相同之處，也有不同之處，如電鏟、牙輪鉆機(jī)、礦井提升機(jī)等設(shè)備應(yīng)用變頻器有一豺特殊要求，所用的變頻器還有一些技術(shù)開(kāi)發(fā)工作要做。建議有關(guān)科研院所、變頻器生產(chǎn)廠(chǎng)家和礦山用戶(hù)共同合作，開(kāi)發(fā)我國(guó)礦山設(shè)備使用的變頻器。
本文的目的在于拋磚引玉。由于作者的水平有限，資料不夠，經(jīng)驗(yàn)不足，所述內(nèi)容錯(cuò)誤之處在所難免，所論觀點(diǎn)也屬一孔之見(jiàn)，歡迎讀者和朋友們批評(píng)指正。
參考文獻(xiàn)
[1]采礦手冊(cè)[M].冶金工業(yè)出版社,1991,(6).
1.機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)電中的應(yīng)用
1.1電控牽引采煤機(jī)煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，電控牽引采煤機(jī)的應(yīng)用十分普遍。它具有一些顯著特點(diǎn)，比如牽引性能，可以為采煤機(jī)移動(dòng)提供牽引助力，減少工人勞動(dòng)量，使得采煤機(jī)消除大部分阻力，輕易向前移動(dòng)，同時(shí)也可以在不同地形下產(chǎn)生滑動(dòng)助力，依靠發(fā)電實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，同時(shí)熒幕會(huì)反映出所剩電能與續(xù)航時(shí)間。電控牽引的操作系很高，能夠適應(yīng)連續(xù)工作，不易損壞，使用周期長(zhǎng)，它與液壓牽引不用，電控牽引只需電能支持，比液壓牽引易于成本控制，損耗部件只有整流器和電刷，可隨時(shí)更換，在其余零件沒(méi)有受到嚴(yán)重?fù)p壞的情況下，仍然能堅(jiān)持工作，并且系統(tǒng)故障幾率低，工作壽命長(zhǎng)，維修簡(jiǎn)單快捷。電控牽引采煤機(jī)的反應(yīng)速度快，制動(dòng)靈敏，機(jī)動(dòng)性高，可以在采煤作業(yè)中隨時(shí)對(duì)系數(shù)進(jìn)行調(diào)整或設(shè)定，操作難度低，作業(yè)效率高。在機(jī)械制動(dòng)方面，電控牽引采煤機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，重量輕便，體積適中，制動(dòng)效率接近100%，高出液壓采煤機(jī)近30%。現(xiàn)階段，國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)在我國(guó)煤礦機(jī)電一體化進(jìn)程中占有很大比重，長(zhǎng)期處于應(yīng)用主導(dǎo)地位，像太原礦山機(jī)械廠(chǎng)、雞西煤機(jī)廠(chǎng)、西安煤機(jī)廠(chǎng)等國(guó)內(nèi)采礦及生產(chǎn)企業(yè)，正不斷對(duì)電控牽引采煤機(jī)進(jìn)行技術(shù)更新與研發(fā)。1.2網(wǎng)帶輸送機(jī)網(wǎng)帶輸送機(jī)是煤礦機(jī)電技術(shù)中的重要組成部分，現(xiàn)有許多國(guó)產(chǎn)品牌專(zhuān)門(mén)為煤礦行業(yè)提供網(wǎng)帶輸送機(jī)，根據(jù)不同價(jià)格定位以及項(xiàng)目實(shí)際需求，網(wǎng)帶輸送機(jī)的傳導(dǎo)方法與安裝拆卸性能不盡相同，為煤礦承包方提供了更多選擇。井下煤礦，由于項(xiàng)目自身特點(diǎn)，對(duì)網(wǎng)帶輸送機(jī)的要求主要是距離長(zhǎng)、功率大，各機(jī)械企業(yè)針對(duì)各類(lèi)煤礦項(xiàng)目做出了周密的分析，新產(chǎn)品的應(yīng)用價(jià)值趨于多元化，定制研發(fā)能力持續(xù)攀升。比如大傾角網(wǎng)帶輸送機(jī)，它的距離長(zhǎng)度可以適應(yīng)大部分井下作業(yè)，整套設(shè)備易于運(yùn)輸和安裝，傳送帶可伸縮，傳遞速度均勻。我國(guó)在輸送機(jī)領(lǐng)域內(nèi)投入很大，以至于改變了缺乏相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)狀，并且自主生產(chǎn)研發(fā)網(wǎng)帶輸送機(jī)所需的一系列配件和制動(dòng)理論，切實(shí)有效地研制出了多款起動(dòng)和制動(dòng)裝置，另外還有以PLC為核心的數(shù)控編程裝置，以自動(dòng)化為前提的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及齒輪減速器、調(diào)速型、液力耦合器等。目前煤礦采集領(lǐng)域大范圍應(yīng)用具有調(diào)速功能的網(wǎng)帶輸送機(jī)，以軟起動(dòng)方式運(yùn)行的液力耦合器性能發(fā)揮全面，解決長(zhǎng)距離材料輸送難題的同時(shí)，也促進(jìn)了機(jī)電一體化在煤礦機(jī)電技術(shù)中的應(yīng)用。1.3其他煤礦機(jī)電一體化設(shè)備除上述機(jī)電一體化設(shè)備外，還另有一些機(jī)電設(shè)備也在投入使用。比如供電設(shè)備，煤礦需要穩(wěn)定的電能支持，對(duì)供電的要求非常高，除了質(zhì)量、連續(xù)性、穩(wěn)定性外，還要能夠符合大功率設(shè)備使用要求，因此供電設(shè)備選擇顯得尤為重要。節(jié)能型供電設(shè)備具有就地補(bǔ)償和集中補(bǔ)償同時(shí)運(yùn)行的特點(diǎn)，對(duì)增強(qiáng)功率因數(shù)、降低供電系統(tǒng)浪費(fèi)效果顯著，高壓控制裝置連續(xù)作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、維護(hù)投入少、壽命長(zhǎng)，并且可以兼容電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，具有網(wǎng)絡(luò)通信功能，煤礦外的工作人員能夠遠(yuǎn)程對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和微調(diào)，在發(fā)生礦難時(shí)，又可以發(fā)揮重大作用，為搜救工作提供位置信息。
2.機(jī)電礦井提升設(shè)備
礦井提升機(jī)設(shè)備正字向數(shù)字化發(fā)展，尤其是內(nèi)裝提升機(jī)，如今它已形成了滾動(dòng)和驅(qū)動(dòng)合二為一的結(jié)構(gòu)整體，極大程度上對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)化，可以說(shuō)礦井提升機(jī)是機(jī)電一體化設(shè)備中的經(jīng)典類(lèi)型。數(shù)字化提升機(jī)可以進(jìn)行故障自檢，重復(fù)搜尋故障原因，生成系統(tǒng)日志，給維修人員提供準(zhǔn)確的故障診斷，并且具有一定通信能力，可以在故障初期發(fā)出預(yù)警，對(duì)工作人員發(fā)出提示。現(xiàn)階段提升機(jī)內(nèi)部多采用總線(xiàn)方式，降低了電氣安裝難度，硬件配置兼容性強(qiáng)，選擇面廣泛，易損耗部件少，工作人員可以輕易對(duì)其進(jìn)行軟啟動(dòng)或者軟件控制，甚至瞬間改變速度，當(dāng)前全數(shù)字化提升機(jī)已經(jīng)作為各煤礦首選提升機(jī)類(lèi)型，我國(guó)對(duì)數(shù)字化提升機(jī)擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)，成功研制了多款全數(shù)字化直流提升機(jī)，它的核心部分是由ASCS計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，配以雙CPU架構(gòu)。數(shù)字化提升機(jī)充分利用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，讓系統(tǒng)保護(hù)工作更加完備，具體特征表現(xiàn)為兩臺(tái)計(jì)算機(jī)裝置同時(shí)運(yùn)行，每臺(tái)都有各自獨(dú)立的傳感裝置和測(cè)量裝置，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)裝置共享數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)同步、相互檢測(cè)、為對(duì)方備用等，提升路徑采取間接測(cè)量與直接測(cè)量相結(jié)合的位置探測(cè)模式，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)互相進(jìn)行比對(duì)和校準(zhǔn)，完全展現(xiàn)了自動(dòng)化提升效果，因此安全性能充分得到加強(qiáng)，對(duì)制動(dòng)回路、電源驅(qū)動(dòng)回路、安全回路可以全過(guò)程檢測(cè)。
3.煤礦安全作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)
隨著礦井安全要求越來(lái)越高，煤礦機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)始引入了安全作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，更加貼合相關(guān)法律法規(guī)對(duì)礦井作業(yè)的約束。安全作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)在我國(guó)應(yīng)用的時(shí)間還不長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)多次礦難傷亡教訓(xùn)，國(guó)家煤炭部門(mén)開(kāi)展了多次大規(guī)模整改，處理了許多安全保障低下的黑煤窯，數(shù)量之龐大、懲罰之嚴(yán)厲前所未見(jiàn)，與此同時(shí)組織專(zhuān)家學(xué)者遠(yuǎn)赴歐洲交流學(xué)習(xí)，引入了大量國(guó)際先進(jìn)監(jiān)控技術(shù)，逐步建立起了符合我國(guó)煤礦業(yè)特點(diǎn)的監(jiān)控體系，從波蘭、英國(guó)、德國(guó)、日本先后邀請(qǐng)了多支專(zhuān)業(yè)煤礦監(jiān)控隊(duì)伍，從根本上扭轉(zhuǎn)了國(guó)內(nèi)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)缺失的現(xiàn)狀。經(jīng)過(guò)大量經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與豐富的實(shí)踐，我國(guó)煤礦安全作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)趨于完善，緊隨國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，自主研發(fā)了大量具有國(guó)際尖端水平的監(jiān)控設(shè)備，并且當(dāng)即投入試運(yùn)行，收效頗豐，時(shí)至今日，90%以上的煤礦都已經(jīng)具備了煤礦安全作業(yè)系統(tǒng)，和國(guó)家監(jiān)管部門(mén)對(duì)接，為煤礦作業(yè)安全提供了保障。
4.結(jié)語(yǔ)
總之，我國(guó)煤礦機(jī)電一體化應(yīng)用已經(jīng)邁上了新的高度，在智能化、信息化領(lǐng)域中摸索出了一條符合自身發(fā)展的路徑。機(jī)電一體化設(shè)備擁有安全可靠、性能卓越、維修簡(jiǎn)單、操作性強(qiáng)等特點(diǎn)，在煤炭生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，減輕工作人員勞動(dòng)量的同時(shí)，也為煤礦工人提供了可靠的安全保障，促進(jìn)了煤礦生產(chǎn)能力以及經(jīng)濟(jì)效益。
作者：閆立偉 單位：河南能源化工集團(tuán)永貴能源開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司新田煤礦
關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電；變頻技術(shù)；應(yīng)用
經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展也相應(yīng)的刺激的煤炭市場(chǎng)的擴(kuò)展，然而可利用煤炭資源隨著各地煤礦資源的不斷開(kāi)采和各企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)日漸激烈，資源短缺矛盾也逐漸凸顯。目前減少機(jī)械設(shè)備的污染排放程度和節(jié)能效率是重點(diǎn)研究的課題之一，變頻技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)礦井提升機(jī)、采掘機(jī)、空壓機(jī)等負(fù)荷變化較大的機(jī)電設(shè)備都起著明顯的調(diào)節(jié)性能和節(jié)能效果，對(duì)促進(jìn)煤礦生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展步伐都起著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
一、變頻技術(shù)相關(guān)概述
（一）技術(shù)原理。變頻技術(shù)是一門(mén)結(jié)合機(jī)械設(shè)備和強(qiáng)弱電的綜合性技術(shù)，其中還包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)等。工頻流信號(hào)通過(guò)半導(dǎo)體元件轉(zhuǎn)換成其他頻率后再轉(zhuǎn)換成直電流，調(diào)節(jié)控制對(duì)電流與電壓依靠的逆變器，使設(shè)備達(dá)到無(wú)極調(diào)速。有時(shí)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的有效合理控制，則利用電流頻率和電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的同比增長(zhǎng)關(guān)系改變電流頻率，進(jìn)而起到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速作用。此外，還能通過(guò)變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備電機(jī)平穩(wěn)和自動(dòng)加減速控制的性能，對(duì)提高電機(jī)的工作效率都起著重要的促進(jìn)作用。
（二）技術(shù)發(fā)展。變頻技術(shù)在機(jī)電設(shè)備使用過(guò)程中可以通過(guò)設(shè)備負(fù)載情況實(shí)現(xiàn)自身功能變化，有效提高機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外針對(duì)變頻技術(shù)的使用原理也取得了許多成果，然而在具體發(fā)展方面有以下幾點(diǎn)：1）煤礦機(jī)電設(shè)備的調(diào)速系統(tǒng)集成化程度逐漸提高，高級(jí)集成電路和精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)取代了傳統(tǒng)的單片機(jī)，有效提高調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行效率。2）經(jīng)大幅度的技術(shù)改造后，壓頻比控制方式中的轉(zhuǎn)矩和矢量控制在變頻器中的應(yīng)用也越來(lái)越普遍。3）隨著變頻器的綜合化程度和自動(dòng)化的提升，機(jī)電設(shè)備功能也相應(yīng)的有所改變，從以往的基本調(diào)速功能擴(kuò)展至能自主設(shè)置參數(shù)識(shí)別和通信等功能。
二、變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的實(shí)踐應(yīng)用
（一）機(jī)械動(dòng)力負(fù)荷設(shè)備
1、采煤機(jī)。變頻技術(shù)的日漸成熟已經(jīng)完全能滿(mǎn)足采煤機(jī)中電牽引的要求，電機(jī)尺寸會(huì)限制直流電牽引，所以，其功率不可能過(guò)大。交流電機(jī)功率在同樣外形尺寸下可以做得更大，有利于電牽引采煤機(jī)的發(fā)展逐漸高可靠性和大功率靠攏。一般交流電牽引采煤機(jī)的變頻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不止一種，其中交-直-交變頻調(diào)速系統(tǒng)因具有壽命長(zhǎng)、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，成為應(yīng)用最廣泛的一種。其牽引部供電方式主要依靠牽引變壓器，將三相工頻交流電變成幅值基本恒定的直流電，或?qū)⒏邏鹤兂伤璧慕涣麟妷海蠼?jīng)大功率晶體管變成可變頻率和可變電壓的交流電，實(shí)現(xiàn)牽引電機(jī)的無(wú)極調(diào)速。變頻技術(shù)同時(shí)還具相應(yīng)的保護(hù)功能，如控制電源異常，CPU控制電路異常，熔斷絲切斷，過(guò)熱，過(guò)電流，過(guò)負(fù)荷，失速，欠壓，控制電源異常等。一旦變頻技術(shù)開(kāi)啟保護(hù)功能，變頻器則會(huì)立即停止工作，其故障狀態(tài)通過(guò)數(shù)碼管顯示，可以通過(guò)數(shù)字面板設(shè)置運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)在額定轉(zhuǎn)速下采煤機(jī)依舊可以恒定轉(zhuǎn)矩調(diào)速。
2、提升機(jī)。礦井提升機(jī)是用一定的裝備沿井筒運(yùn)出廢石、礦石、材料、設(shè)備等運(yùn)輸環(huán)節(jié)，是地下礦山運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備。由于礦井系統(tǒng)具有運(yùn)行速度快、控制復(fù)雜、慣性質(zhì)量大等特點(diǎn)，會(huì)經(jīng)常交替轉(zhuǎn)換工作狀況無(wú)論哪種提升機(jī)都對(duì)電氣轉(zhuǎn)動(dòng)有極高的要求，如果電氣傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性較低，會(huì)影響到礦山生產(chǎn)效率和正常運(yùn)行。目前，我國(guó)地下礦山礦井提升機(jī)的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)主要采用直流傳動(dòng)系統(tǒng)，但存在著直流電動(dòng)機(jī)固有的維修工作量較高、效率不高等缺點(diǎn)。如果提升機(jī)沒(méi)有按照預(yù)定的速度曲線(xiàn)運(yùn)行，失去控制，不可避免的會(huì)發(fā)生過(guò)卷和提升機(jī)超速事故，威脅礦井工作人員生命安全。一些中小型提升機(jī)則多采用交流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)，然而這種電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速性能差、效率低等缺點(diǎn)，如果在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻上消耗大量電能，會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。將變頻技術(shù)應(yīng)用礦井提升機(jī)是今后提升機(jī)發(fā)展的新動(dòng)向，變頻技術(shù)在提升機(jī)的應(yīng)用主要以高壓變頻調(diào)速控制系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)為主，前者通常采用單元串聯(lián)多電平的四象限高壓變頻控制系統(tǒng)，不僅可以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力和安全性，最主要是有利于提高高壓主電路和低壓控制電路之間的通訊能力。后者系統(tǒng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)PLC控制，絞車(chē)系統(tǒng)的保護(hù)功能與電磁兼容性的基本技術(shù)要求相符，強(qiáng)化了提升全過(guò)程的位置控制、速度控制及對(duì)動(dòng)態(tài)畫(huà)面的監(jiān)視。
3、井下傳送帶。礦井井下煤炭運(yùn)輸?shù)闹髁閹竭\(yùn)輸機(jī)，其基本功能是在相距較遠(yuǎn)的工作點(diǎn)之間輸送物料，使驅(qū)動(dòng)裝置和物料運(yùn)載裝置分離，避免撒料、皮帶打滑或跑偏，保證煤炭在傳輸帶上連續(xù)運(yùn)輸。在井下傳送帶中應(yīng)用變頻技術(shù)能有效實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的軟啟動(dòng)，還可增加設(shè)備在啟動(dòng)和運(yùn)行過(guò)程中穩(wěn)定性，變頻技術(shù)的應(yīng)用還能提升能量的利用率，在設(shè)備運(yùn)行的整個(gè)過(guò)程中能源利用率能夠達(dá)到90%以上，對(duì)降低能源消耗起著積極的促進(jìn)作用。此外，若將變頻器安裝在傳送帶上就可以及時(shí)將電機(jī)產(chǎn)生的多余負(fù)力輸送至電網(wǎng)中，通過(guò)此方式減少傳送帶上的熱力損耗。
（二）流體負(fù)荷設(shè)備
1、煤礦通風(fēng)機(jī)。煤礦通風(fēng)機(jī)器主要包括主風(fēng)機(jī)和局部通風(fēng)機(jī)，主風(fēng)機(jī)一般安裝在地面，多為抽出式，會(huì)有會(huì)風(fēng)井和井風(fēng)井，并會(huì)在井下形成全負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)。局部通風(fēng)機(jī)安裝在井下，多為壓入式，主要用于巷道掘進(jìn)中。煤礦通風(fēng)機(jī)的作用主要用于稀釋及排出井下有害氣體，為井下提供新鮮風(fēng)流，并起到降溫作用。隨著不斷延伸的開(kāi)采和掘進(jìn)工作，盡管風(fēng)量不變，然而井下所需的風(fēng)壓要求卻不斷增加，隨之增加就是風(fēng)機(jī)所需用功率。在應(yīng)用變頻技術(shù)后，可根據(jù)巷道的風(fēng)量需求對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)，尤其變頻節(jié)能運(yùn)行能節(jié)約大量能源，改變風(fēng)機(jī)以往的滿(mǎn)負(fù)荷工作狀態(tài)。一些風(fēng)機(jī)經(jīng)變頻器改造后，所實(shí)現(xiàn)的變頻軟起動(dòng)不僅不會(huì)沖擊電網(wǎng)，還可隨時(shí)停止。
2、水泵。水流量在煤炭生產(chǎn)過(guò)程中是根據(jù)實(shí)際開(kāi)采需要運(yùn)行的，通常會(huì)處于一個(gè)變工況的運(yùn)行狀態(tài)，會(huì)通過(guò)機(jī)械對(duì)閥門(mén)的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)入實(shí)現(xiàn)水泵。在長(zhǎng)期運(yùn)行狀態(tài)中，水泵的效率會(huì)不斷降低，壽命也不如設(shè)備初期。將變頻技術(shù)應(yīng)用于水泵設(shè)備中主要依靠PLC控制器和變頻器，PCL控制器的加入會(huì)使變頻器更加靈活和智能，保證生產(chǎn)的安全高效運(yùn)行。變頻器能靈活的控制抽水泵的平滑起停，降低了泵空轉(zhuǎn)時(shí)間和頻繁起停所帶來(lái)的大量消耗，保證井下液位恒定的同時(shí)降低機(jī)械設(shè)備的損耗。
三、結(jié)語(yǔ)
總之，變頻技術(shù)在當(dāng)前煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，它不僅有效降低了機(jī)電設(shè)備的磨損，還很好的控制了機(jī)電設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，許多機(jī)電設(shè)備在生產(chǎn)中出現(xiàn)的操作問(wèn)題都可通過(guò)變頻技術(shù)解決，提高了設(shè)備運(yùn)行性能。此外，變頻技術(shù)在未來(lái)發(fā)展應(yīng)不斷加強(qiáng)其專(zhuān)業(yè)化，配置特殊功能的專(zhuān)業(yè)變頻器，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化變頻器控制，促進(jìn)此技術(shù)發(fā)揮出更佳的作用，為煤炭企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】礦井運(yùn)輸；皮帶輸送機(jī)；永磁電機(jī)；優(yōu)越性；傳統(tǒng)
1 引言
井下膠帶輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，主要分為兩種，一種采用礦用隔爆型籠式異步電動(dòng)機(jī)，經(jīng)液力偶合器、減速器傳動(dòng)滾筒帶動(dòng)膠帶運(yùn)動(dòng)，這種傳統(tǒng)的傳動(dòng)方式具有明顯的缺點(diǎn)。另一種是經(jīng)技術(shù)改造后的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用了無(wú)齒輪永磁同步電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由永磁同步電機(jī)與變頻器相結(jié)合實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞。它的研發(fā)及成功應(yīng)用，響應(yīng)了國(guó)家的節(jié)能減排政策，更為我礦運(yùn)輸生產(chǎn)效率奠定了基礎(chǔ)。綠色礦用設(shè)備將成為一種趨勢(shì)。
2 無(wú)齒輪永磁電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理及應(yīng)用
系統(tǒng)采用的是自控式交直交電壓型電機(jī)控制方式，由整流橋、三相逆變電路、控制電路、三相交流永磁電機(jī)和位置傳感器構(gòu)成。50HZ的市電經(jīng)整流后，由三相逆變器給電機(jī)的三相繞組供電，三相對(duì)稱(chēng)電流合成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子永久磁鋼所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，拖動(dòng)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，通過(guò)位置傳感器實(shí)時(shí)讀取轉(zhuǎn)子磁鋼位置，變換成電信號(hào)控制逆變器功率器件開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)電流頻率和相位，使定子和轉(zhuǎn)子磁勢(shì)保持不亂的位置關(guān)系，才能產(chǎn)生恒定的轉(zhuǎn)矩，定子繞組中的電流大小是由負(fù)載決定的。定子繞組中三相電流的頻率和相位隨轉(zhuǎn)子位置的變化而變化的，使三相電流合成一個(gè)與轉(zhuǎn)子同步的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，通過(guò)電力電子器件構(gòu)成的逆變電路的開(kāi)關(guān)變化實(shí)現(xiàn)三相電流的換相，代替了機(jī)械換向器。
正弦波永磁同步電機(jī)屬于自控式電機(jī)，只是電念頭的定子反電勢(shì)和電流波形均為正弦波，并且保持同相，其可以獲得與直流電機(jī)相同的轉(zhuǎn)矩特性，而且能實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩的調(diào)速特性。本位置伺服系統(tǒng)是通過(guò)正弦波永磁同步電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)位置伺服功能的。通過(guò)與井下膠帶滾筒的配合運(yùn)行，
3 紫金煤業(yè)無(wú)齒輪永磁電機(jī)變頻系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)越性
傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)液力偶合器，減速器將動(dòng)力傳送給滾筒帶動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng)，這種傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式的缺點(diǎn)是：1、異步電動(dòng)機(jī)液力耦合器減速器傳動(dòng)滾筒，要經(jīng)兩道機(jī)械環(huán)節(jié)，傳動(dòng)環(huán)節(jié)多，機(jī)械效率低。2、重載起動(dòng)困難：當(dāng)膠帶輸送機(jī)滿(mǎn)載運(yùn)行中，因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，再次起動(dòng)非常困難而造成停產(chǎn)時(shí)，往往要調(diào)大量人員清理膠帶上的煤炭，才能重新起動(dòng)膠帶輸送機(jī)。3、常對(duì)液力耦合器、減速器等部件進(jìn)行保養(yǎng)、維護(hù)、且更換頻率較高。4、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能耗高、噪音大。
無(wú)齒輪永磁同步變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)即驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由永磁同步電機(jī)與變頻器相結(jié)合實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞。它具有以下特點(diǎn)：（1）高效、節(jié)能：取消了液力偶合器和減速器，與原系統(tǒng)效率相比提高7%，所需永磁同步電機(jī)功率為34KW。（2）低噪音、免維護(hù)：取消了減速器和液力偶合器，系統(tǒng)震動(dòng)和噪聲大大降低；節(jié)約了因更換、檢修、日常維護(hù)減速器和液力偶合器及齒輪等磨損零部件投入的費(fèi)用；節(jié)約了由于起動(dòng)不平穩(wěn)造成皮帶被拉裂而投入的采購(gòu)費(fèi)用。（3）輸出轉(zhuǎn)矩大、運(yùn)行平穩(wěn)：利用變頻器的調(diào)速功能實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的緩慢起動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)重載起動(dòng)。（4）結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕：?jiǎn)闻_(tái)永磁同步電機(jī)，單臺(tái)變頻器。
現(xiàn)以我礦1206材料巷綜掘工作面用的DSP1080/1000型帶式輸送機(jī)為例來(lái)分析減少成本、節(jié)能問(wèn)題。
3.1 節(jié)約成本
該系統(tǒng)節(jié)省了傳統(tǒng)皮帶機(jī)系統(tǒng)中購(gòu)買(mǎi)減速器、液力耦合器的成本，以DSJ1080皮帶機(jī)為例，所需減速器的價(jià)格為8000元，液力耦合器價(jià)格為5000元，一臺(tái)皮帶機(jī)需要兩臺(tái)減速器及兩臺(tái)液力耦合器，因此可以節(jié)省26000元。由于該系統(tǒng)是變頻起動(dòng)，因此可以減小起動(dòng)過(guò)程對(duì)皮帶的沖擊，經(jīng)計(jì)算皮帶材料可由原先的PVC800S降低為PVC680S。PVC800S價(jià)格為每米150元，PVC680S價(jià)格為每米130元，DSJ80皮帶機(jī)一般皮帶長(zhǎng)為800米，皮帶可以節(jié)省16000元。每臺(tái)DSJ80皮帶機(jī)節(jié)省的直接成本為42000元。
3.2 節(jié)約能量
傳統(tǒng)的DSJ80皮帶機(jī)由兩臺(tái)輕載效率為80%的55kW三相異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，而現(xiàn)有的DSP1080/1000型帶式輸送機(jī)用一臺(tái)效率為93%的160kW無(wú)齒輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)，皮帶機(jī)每年生產(chǎn)330天，每天16小時(shí)，每度電0.6元。通過(guò)計(jì)算可得：
皮帶機(jī)每年生產(chǎn)330天，每天16小時(shí)，每度電0.6元。由表1可知，在電機(jī)生命周期內(nèi)無(wú)齒輪永磁同步變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以節(jié)約電能1，351，680kWh，節(jié)約總費(fèi)用1，061，008元。
由上圖可知，傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在其生命周期內(nèi)，一次投入所占比重少，僅為2%，但后期電費(fèi)、維護(hù)成本很高分別為85%、13%，因此傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)費(fèi)用分配不合理，總費(fèi)用很高。無(wú)齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在其生命周期內(nèi)，一次投入所占比重為9%，后期電費(fèi)、維護(hù)成本分別為88%、3%，因此無(wú)齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各項(xiàng)費(fèi)用分配比較合理，一次投入比例稍大，但維護(hù)費(fèi)用所占比例低，總費(fèi)用節(jié)省很多，該系統(tǒng)的各種費(fèi)用所占總費(fèi)用的百分比，與發(fā)達(dá)國(guó)家相接近。
該傳動(dòng)系統(tǒng)，根據(jù)工礦實(shí)際將原系統(tǒng)的雙驅(qū)（兩臺(tái)電機(jī)，每臺(tái)電機(jī)電流為30-40A）改為現(xiàn)在的單驅(qū)（單臺(tái)電機(jī)電流僅為20-30A），比原系統(tǒng)的電流降低了40-50A，節(jié)能效果顯著。
關(guān)鍵詞:煤礦生產(chǎn);風(fēng)機(jī)噪聲;節(jié)電改造;調(diào)節(jié)方法;機(jī)械設(shè)備
中圖分類(lèi)號(hào):TD534 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2010)09-0089-02
風(fēng)機(jī)是煤礦生產(chǎn)中必不可少的通用機(jī)械設(shè)備。降低煤礦風(fēng)機(jī)噪聲, 進(jìn)行噪聲控制并對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)電改造是目前煤礦風(fēng)機(jī)使用中面臨的兩個(gè)重要課題,以下針對(duì)具體的技術(shù)措施進(jìn)行論述。
一、風(fēng)機(jī)噪聲的控制
對(duì)通風(fēng)機(jī)噪聲的控制, 最根本的措施是從聲源上根治噪聲, 即設(shè)計(jì)制造高性能、低噪聲的風(fēng)機(jī)是控制風(fēng)機(jī)噪聲的根本途徑。但是,當(dāng)前對(duì)噪聲較高的通風(fēng)機(jī)進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)改造和安裝適當(dāng)?shù)南曆b置是控制風(fēng)機(jī)噪聲的最主要手段。
(一)礦井通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生噪聲的原因
通風(fēng)機(jī)在一定工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的噪聲, 主要包括空氣動(dòng)力產(chǎn)生的噪聲,機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲,以及氣體和固體彈性系統(tǒng)互相作用產(chǎn)生的噪聲,即耦合噪聲。其中氣動(dòng)噪聲和耦合噪聲產(chǎn)生的機(jī)理尤為復(fù)雜,空氣動(dòng)力性噪聲是風(fēng)機(jī)的主要噪聲。它分成旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲。
1.通風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)分離產(chǎn)生的噪聲。葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí),葉輪機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)分離形式是多樣的,產(chǎn)生機(jī)理是復(fù)雜的。在通風(fēng)機(jī)中,葉輪入口、葉輪內(nèi)部和葉輪出口都存在氣流分離現(xiàn)象。氣流的分離將引起渦流,這些渦流由于粘性力的作用,又會(huì)分裂成一系列小渦流,渦流的移動(dòng)和破裂,使氣流發(fā)生擾動(dòng),在氣流中形成壓縮和稀疏過(guò)程,由此產(chǎn)生噪聲。
2.氣固耦合噪聲產(chǎn)生的原因。通風(fēng)機(jī)氣固耦合噪聲問(wèn)題基本上屬于彈性結(jié)構(gòu)體外部繞流的流動(dòng)誘發(fā)振動(dòng),從而產(chǎn)生噪聲,也就是氣固耦合動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,當(dāng)葉片由于外界原因以某一固有頻率作初始微幅振動(dòng)時(shí),將會(huì)與周?chē)鷼饬靼l(fā)生能量交換,既可能由于向氣流傳遞能量而使葉片振動(dòng)衰減,也可能從氣流中吸取能量而使振動(dòng)加劇。在通風(fēng)機(jī)中,常見(jiàn)的是葉片顫振現(xiàn)象及其引起的噪聲。從流體力學(xué)角度來(lái)看,耦合噪聲基本上可分為兩類(lèi):一類(lèi)可認(rèn)為流動(dòng)分離和邊界層效應(yīng)對(duì)于噪聲發(fā)作沒(méi)有重要影響;另一類(lèi)的噪聲發(fā)作機(jī)理與流動(dòng)分離和旋渦密切相關(guān)。葉輪機(jī)械均以后一類(lèi)更為常見(jiàn)。同時(shí),轉(zhuǎn)子與靜子的氣動(dòng)干擾、位于進(jìn)口前方的整流板對(duì)轉(zhuǎn)子形成的非定常擾動(dòng)進(jìn)氣口流場(chǎng)畸變等都是噪聲產(chǎn)生的因素
(二)煤礦通風(fēng)機(jī)噪聲的控制措施
1.在風(fēng)機(jī)的出氣口管道上安裝消聲器。在風(fēng)機(jī)噪聲中, 進(jìn)、出氣口輻射的空氣動(dòng)力性噪聲強(qiáng)度最大, 所以, 首先應(yīng)將這部分噪聲降下來(lái)。在局扇進(jìn)、出氣口安裝消聲器是抑制其噪聲的最有效措施。由于煤礦主風(fēng)機(jī)在使用時(shí)為抽出式通風(fēng),噪聲的主要輻射部位在風(fēng)機(jī)的出口, 所以一般在出氣口安裝各類(lèi)消聲器。目前應(yīng)用的消聲器種類(lèi)繁多, 主要有:阻性消聲器、抗性消聲器、微穿孔板消聲器和復(fù)合式消聲器。各類(lèi)消聲器在消聲降噪上的特性和對(duì)風(fēng)機(jī)氣動(dòng)特性的影響是各個(gè)不相同的。目前對(duì)煤礦主風(fēng)機(jī)實(shí)施降噪時(shí), 通常采用阻性消聲器, 阻性消聲器主要吸收中高頻噪聲, 而且降噪效果好。
2.風(fēng)機(jī)機(jī)組加裝隔聲罩。煤礦主風(fēng)機(jī)機(jī)殼、電動(dòng)機(jī)、基礎(chǔ)振動(dòng)等部位輻射的噪聲也是主要噪聲源, 需要采取綜合治理措施, 最常用也是最有效的措施是加裝風(fēng)機(jī)機(jī)組隔聲罩。采用加裝隔聲罩措施就是將整個(gè)風(fēng)機(jī)機(jī)組用密閉的隔聲罩圍包起來(lái)。隔聲是利用隔聲結(jié)構(gòu)將噪聲隔擋, 減弱噪聲的傳遞。隔聲罩是按隔聲原理設(shè)制的, 它由隔聲層阻尼村料、吸聲層和護(hù)面層組成。這樣使隔聲罩具有隔聲和吸聲雙重降噪效果, 可大大提高減噪效果。
3.采取改造風(fēng)機(jī)房的綜合治理措施。如果有專(zhuān)門(mén)的風(fēng)機(jī)機(jī)房, 則可結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況采取將風(fēng)機(jī)房改造成隔聲間的降噪方法, 即把風(fēng)機(jī)機(jī)組封閉在風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)使其噪聲傳不出去, 這樣機(jī)房?jī)?nèi)的噪聲雖大, 但外界噪聲則小多了。密封的風(fēng)機(jī)房上要安裝進(jìn)氣口消聲器, 以供風(fēng)機(jī)吸氣和電動(dòng)機(jī)、機(jī)殼等散熱之需要。在冷卻風(fēng)機(jī)出氣管路上也可再裝一個(gè)消聲器以減弱風(fēng)機(jī)出氣噪聲。若要降低隔聲間內(nèi)的噪聲, 可在房間內(nèi)表面采取吸氣處理或懸掛消聲體; 對(duì)風(fēng)機(jī)機(jī)殼和輸氣管采取阻尼措施,涂貼包裹吸聲材料;為隔絕風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)振動(dòng), 減弱固體聲的傳遞,可在風(fēng)機(jī)下安裝減振器或設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的隔振基礎(chǔ)。
二、煤礦通風(fēng)機(jī)節(jié)電的措施
煤礦通風(fēng)機(jī)耗電量較大,該設(shè)備全年不停地運(yùn)行,而且不同時(shí)期對(duì)風(fēng)量的要求又不相同,如節(jié)假日用風(fēng)量較小,礦井建設(shè)初期用風(fēng)量也較少,因此,選擇一種好的調(diào)節(jié)風(fēng)量的方法,完全可以降低噸煤電耗,而且可以提高風(fēng)機(jī)的使用壽命,這樣就可以給企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
(一)工作原理
礦用通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)方法有多種形式,目前國(guó)內(nèi)煤炭企業(yè)主要采用調(diào)節(jié)管網(wǎng)阻力法、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速法、調(diào)節(jié)進(jìn)口導(dǎo)流器葉片法、調(diào)節(jié)葉輪葉片法等形式。根據(jù)風(fēng)機(jī)的軸功率變化特性曲線(xiàn)顯示,當(dāng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速改變時(shí),軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比變化,可見(jiàn),調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速是風(fēng)機(jī)節(jié)能改造效果最明顯的技術(shù)途徑。
(二)調(diào)節(jié)方法
通風(fēng)機(jī)常見(jiàn)的調(diào)速方法主要有:可控硅串級(jí)調(diào)速、直流機(jī)組調(diào)速,交―交變頻調(diào)速、液力調(diào)速等幾種方式。
1.液力偶合器調(diào)速。(1)調(diào)節(jié)原理。電機(jī)輸出軸高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)液力偶合器泵輪旋轉(zhuǎn),將液體介質(zhì)以高速高壓流沖向液力偶合器渦輪葉片,使渦輪跟隨泵輪作同向旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)風(fēng)機(jī);而傳動(dòng)介質(zhì)由渦輪外緣流向內(nèi)側(cè)并減速減壓流向泵輪形成渦流循環(huán),在這種循環(huán)中,通過(guò)導(dǎo)管系統(tǒng)直接改變傳動(dòng)介質(zhì)質(zhì)量,可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速并將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能柔性傳遞至風(fēng)機(jī)。(2)技術(shù)特點(diǎn)。1)由于調(diào)速型液力偶合器本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)空載起動(dòng),可放棄原有的已老化的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng),采用液力偶合器自身的簡(jiǎn)單控制系統(tǒng),并利用電動(dòng)機(jī)可空載起動(dòng),提高其起動(dòng)能力,減小對(duì)電網(wǎng)的沖擊;2)由于傳動(dòng)介質(zhì)為油液,可隔離扭振,減緩沖擊;3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠,控制操作方便;4)除軸承之外,無(wú)機(jī)械磨損,效率高,節(jié)能效果顯著。
2.可控硅串級(jí)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。
(1)調(diào)節(jié)原理。電網(wǎng)電能經(jīng)異步電動(dòng)機(jī)氣隙傳遞到轉(zhuǎn)子的電磁功率P2,一部分為機(jī)械輸出功率Pm,另一部分為轉(zhuǎn)差功率Ps。它們之間的關(guān)系如下:
P2=Pm+Ps
P2=Mω1
Pm=(1-s)P2
Ps=sP2=3I22R
式中: M――電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩;
ω1――同步角速度;
I2――轉(zhuǎn)子每相電流;
R――轉(zhuǎn)子電阻;
s――轉(zhuǎn)差率。
原機(jī)組采用轉(zhuǎn)子電路串接附加電阻實(shí)現(xiàn)調(diào)速。顯然在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),s升高,轉(zhuǎn)差功率Ps升高,此時(shí),轉(zhuǎn)差功率Ps無(wú)法加以利用,只能白白消耗在外部附加電阻上,所以這是一種低效率的能耗調(diào)速方法。如在轉(zhuǎn)子回路代替附加電阻接入一套電器裝置,同樣能實(shí)現(xiàn)調(diào)速,并具有節(jié)能的顯著優(yōu)點(diǎn)。
(2)技術(shù)特點(diǎn)。調(diào)速系統(tǒng)為全數(shù)字化顯示,電控系統(tǒng)采用PLC技術(shù)取代模擬控制和有觸點(diǎn)電器傳動(dòng)方案,提高系統(tǒng)可靠性。本方案控制的只是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差功率,系統(tǒng)設(shè)備投資少。尤其是采用雙閉環(huán)調(diào)節(jié)技術(shù),可以做到平滑無(wú)級(jí)調(diào)速及較硬的機(jī)械特性。此方案是礦用風(fēng)機(jī)節(jié)能調(diào)速的優(yōu)選技術(shù)方案之一。
3.直流機(jī)組調(diào)速。(1)調(diào)節(jié)原理直流電機(jī)采用激勵(lì)磁,定子電路采用固定直流供電,轉(zhuǎn)子電路采用可控硅變流器供電,改變可控硅導(dǎo)通角α,即改變轉(zhuǎn)子供電電壓,改變轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩,實(shí)現(xiàn)調(diào)速目的;(2)技術(shù)特點(diǎn)。調(diào)速范圍廣,調(diào)速性能好,效率高,技術(shù)穩(wěn)定可靠。但常見(jiàn)的通風(fēng)系統(tǒng)采用交流電機(jī),需改換成直流電機(jī),設(shè)備投資及直流電機(jī)維護(hù)量大,不代表電氣傳動(dòng)的發(fā)展方向。因此,在風(fēng)機(jī)節(jié)能項(xiàng)目改造中應(yīng)用較少。
4.交―交變頻調(diào)速。(1)調(diào)節(jié)原理。交―交變頻器其主回路由2組并聯(lián)的變流器P組和N組組成。P組和N組輪流向負(fù)載供電,則在負(fù)載上獲得交流輸出電壓U0。U0的幅值由變流器的控制角α決定。U0的頻率由2組變流器的切換頻率決定。如果變流器采用橋式接法,則三相負(fù)載需要36個(gè)晶閘管元件;如果用零式接法,也需要18個(gè)晶閘管元件,元件數(shù)量較多。另外,礦井供電電壓常見(jiàn)為雙路6kV,目前還沒(méi)有能直接在6kV電壓下的晶閘管元件。故系統(tǒng)采用高―低―高供電方案,需增加2套晶閘管用變壓器。(2)技術(shù)特點(diǎn)。調(diào)速范圍廣、高效、優(yōu)質(zhì)調(diào)節(jié)。晶閘管元件數(shù)量多,需增加降壓、升壓變壓器,系統(tǒng)設(shè)備多,投資大。因此,在風(fēng)機(jī)節(jié)能項(xiàng)目改造中應(yīng)用較少。
參考文獻(xiàn)
[1]葛彥青.淺談煤礦通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生噪聲的原因與控制[J].黑龍江科技信息,2008,(36).
我作為機(jī)電科供電車(chē)間的技術(shù)員，立足于本職崗位，在做好全礦上下供電技術(shù)任務(wù)的同時(shí)，著重于自身供電系統(tǒng)業(yè)務(wù)的掌握和技術(shù)水平的提高，積極參加各種培訓(xùn)，不斷拓展自己的知識(shí)面，利用先進(jìn)的技術(shù)，結(jié)合自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，將供電技術(shù)應(yīng)用于煤礦安全生產(chǎn)中。
一、積極學(xué)習(xí)技術(shù)，努力提高自身業(yè)務(wù)水平
年7月，在有關(guān)部門(mén)的帶領(lǐng)下，我隨隊(duì)到河南濟(jì)源市防爆設(shè)備廠(chǎng)進(jìn)行了考察和學(xué)習(xí)，掌握了新型設(shè)備的新技術(shù)、新工藝，并積極地和同行探討與交流。隨后邀請(qǐng)了該廠(chǎng)家與南京國(guó)辰電氣的相關(guān)技術(shù)人員來(lái)到我礦，為供電職工進(jìn)行電氣設(shè)備的應(yīng)用與維護(hù)培訓(xùn)，為我們相關(guān)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，解決了不少的技術(shù)難題。我把平時(shí)工作中遇到的有關(guān)問(wèn)題記錄下來(lái)，向供電車(chē)間老師傅們求教，直至弄明白為止。每當(dāng)廠(chǎng)家相關(guān)技術(shù)人員來(lái)礦解決設(shè)備大的故障時(shí)，我更積極向他們進(jìn)行請(qǐng)教。在不斷地學(xué)習(xí)和實(shí)踐中，我逐步的熟悉了井下供電系統(tǒng)和高低壓設(shè)備的應(yīng)用，提高了自己的業(yè)務(wù)水平。
二、合理供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，科學(xué)編制技術(shù)措施
在分管供電科長(zhǎng)的指導(dǎo)下，我逐漸進(jìn)行各采區(qū)工作面的供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。由于對(duì)工作面及其機(jī)械設(shè)備不熟悉，為合理的布置高低壓電纜線(xiàn)路的走向，我經(jīng)常跑現(xiàn)場(chǎng)，測(cè)量距離，科學(xué)整定計(jì)算，合理選擇電氣設(shè)備和電纜型號(hào)，不僅滿(mǎn)足實(shí)際需要，還能節(jié)省不少人力物力。我先后為井下8171、7198、7196、7174（2）、8172、7199等采煤工作面的供電系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。我本著“一工程一措施”的原則，除了固定每月兩次的高低壓電氣設(shè)備檢修，還有敷設(shè)或回收高壓電纜、設(shè)備安裝、標(biāo)準(zhǔn)化工作等工程，我都要提前編制施工安全技術(shù)措施，嚴(yán)謹(jǐn)組織、科學(xué)編制，使安全技術(shù)措施具有科學(xué)性和可操作性。經(jīng)過(guò)有關(guān)部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)的審批后，在施工前傳達(dá)給每位施工人員并簽字，嚴(yán)格措施的兌現(xiàn)，令措施真正地起到了防范在前、全過(guò)程監(jiān)督指導(dǎo)的作用。另外，我還協(xié)助車(chē)間主任做好設(shè)備檢修計(jì)劃、材料計(jì)劃，并對(duì)出現(xiàn)的機(jī)電事故提出安全防范技術(shù)措施。
三、安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化，工作任務(wù)顯成效
為貫徹落實(shí)礦下達(dá)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作，針對(duì)供電班組對(duì)井下主要巷道及變電所的電纜按標(biāo)準(zhǔn)化要求進(jìn)行整理吊掛的情況，提出合理化建議，并制定科學(xué)的安全施工技術(shù)措施。2009年我主要參加完成了以下幾項(xiàng)大的工程：Ⅱ(3)采區(qū)上部變電所安裝及其供電線(xiàn)路的敷設(shè)；皮帶暗斜井皮帶電控系統(tǒng)安裝；東三及Ⅱ(3)采區(qū)變頻絞車(chē)電控、信號(hào)系統(tǒng)的安裝；井下8171、7198、7196等采煤工作面的供電系統(tǒng)安裝；-750掘進(jìn)面大型綜掘機(jī)供電系統(tǒng)安裝；-750行車(chē)間供電安裝及掘進(jìn)隊(duì)供電系統(tǒng)改造；主井變電所更換變壓器等。通過(guò)參加這些大型工程，我一邊指導(dǎo)技術(shù)上的工作一邊再進(jìn)一步學(xué)習(xí)，積累為以后更好的做好供電工作奠定了基礎(chǔ)。
四、做好本職工作，提高職工技能水平
在日常工作中，我針對(duì)井上、下高低壓供電系統(tǒng)有變動(dòng)的地方及時(shí)對(duì)供電系統(tǒng)圖進(jìn)行修改，可以隨時(shí)了解各變電所所帶負(fù)荷，并負(fù)責(zé)對(duì)井下遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的維護(hù)。同時(shí)，我對(duì)礦井的高壓繼電保護(hù)裝置的整定參數(shù)進(jìn)行了重新計(jì)算和對(duì)井下高低壓電纜統(tǒng)計(jì)。在系統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)的指導(dǎo)下，不定期地組織電工進(jìn)行技能培訓(xùn)，學(xué)習(xí)新技術(shù)，提高理論文化水平和業(yè)務(wù)操作技能，并經(jīng)常組織各項(xiàng)技能比武，積極開(kāi)展“QC小組”和“手指口述操作法”等活動(dòng)，通過(guò)這些培訓(xùn)活動(dòng)，不斷提高車(chē)間電工的業(yè)務(wù)水平和處理開(kāi)關(guān)故障的能力，大大縮短了處理事故的時(shí)間，有力保障了全礦的安全供電。
我在領(lǐng)導(dǎo)和同事們的幫助指導(dǎo)下，逐漸熟悉自己的業(yè)務(wù)，在工作中取得了一些成績(jī)，但也深知自己的不足之處，如事故處理經(jīng)驗(yàn)少。所以在今后的工作中，我要努力戒驕戒躁，積累經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不斷調(diào)整自己的思維方式和工作方法，在實(shí)踐中磨練自己，嚴(yán)格要求自己，不斷的學(xué)習(xí)與創(chuàng)新．不辜負(fù)礦、科領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我的信任，努力成為優(yōu)秀的技術(shù)人員，爭(zhēng)取為礦的發(fā)展多做貢獻(xiàn)。
我作為機(jī)電科供電車(chē)間的技術(shù)員，立足于本職崗位，在做好全礦上下供電技術(shù)任務(wù)的同時(shí)，著重于自身供電系統(tǒng)業(yè)務(wù)的掌握和技術(shù)水平的提高，積極參加各種培訓(xùn)，不斷拓展自己的知識(shí)面，利用先進(jìn)的技術(shù)，結(jié)合自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，將供電技術(shù)應(yīng)用于煤礦安全生產(chǎn)中。
一、積極學(xué)習(xí)技術(shù)，努力提高自身業(yè)務(wù)水平
Xx年7月，在有關(guān)部門(mén)的帶領(lǐng)下，我隨隊(duì)到河南濟(jì)源市防爆設(shè)備廠(chǎng)進(jìn)行了考察和學(xué)習(xí)，掌握了新型設(shè)備的新技術(shù)、新工藝，并積極地和同行探討與交流。隨后邀請(qǐng)了該廠(chǎng)家與南京國(guó)辰電氣的相關(guān)技術(shù)人員來(lái)到我礦，為供電職工進(jìn)行電氣設(shè)備的應(yīng)用與維護(hù)培訓(xùn)，為我們相關(guān)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，解決了不少的技術(shù)難題。我把平時(shí)工作中遇到的有關(guān)問(wèn)題記錄下來(lái)，向供電車(chē)間老師傅們求教，直至弄明白為止。每當(dāng)廠(chǎng)家相關(guān)技術(shù)人員來(lái)礦解決設(shè)備大的故障時(shí)，我更積極向他們進(jìn)行請(qǐng)教。在不斷地學(xué)習(xí)和實(shí)踐中，我逐步的熟悉了井下供電系統(tǒng)和高低壓設(shè)備的應(yīng)用，提高了自己的業(yè)務(wù)水平。
二、合理供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，科學(xué)編制技術(shù)措施
在分管供電科長(zhǎng)的指導(dǎo)下，我逐漸進(jìn)行各采區(qū)工作面的供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。由于對(duì)工作面及其機(jī)械設(shè)備不熟悉，為合理的布置高低壓電纜線(xiàn)路的走向，我經(jīng)常跑現(xiàn)場(chǎng)，測(cè)量距離，科學(xué)整定計(jì)算，合理選擇電氣設(shè)備和電纜型號(hào)，不僅滿(mǎn)足實(shí)際需要，還能節(jié)省不少人力物力。我先后為井下8171、7198、7196、7174（2）、8172、7199等采煤工作面的供電系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。我本著“一工程一措施”的原則，除了固定每月兩次的高低壓電氣設(shè)備檢修，還有敷設(shè)或回收高壓電纜、設(shè)備安裝、標(biāo)準(zhǔn)化工作等工程，我都要提前編制施工安全技術(shù)措施，嚴(yán)謹(jǐn)組織、科學(xué)編制，使安全技術(shù)措施具有科學(xué)性和可操作性。經(jīng)過(guò)有關(guān)部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)的審批后，在施工前傳達(dá)給每位施工人員并簽字，嚴(yán)格措施的兌現(xiàn)，令措施真正地起到了防范在前、全過(guò)程監(jiān)督指導(dǎo)的作用。另外，我還協(xié)助車(chē)間主任做好設(shè)備檢修計(jì)劃、材料計(jì)劃，并對(duì)出現(xiàn)的機(jī)電事故提出安全防范技術(shù)措施。
三、安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化，工作任務(wù)顯成效
為貫徹落實(shí)礦下達(dá)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作，針對(duì)供電班組對(duì)井下主要巷道及變電所的電纜按標(biāo)準(zhǔn)化要求進(jìn)行整理吊掛的情況，提出合理化建議，并制定科學(xué)的安全施工技術(shù)措施。2009年我主要參加完成了以下幾項(xiàng)大的工程：Ⅱ(3)采區(qū)上部變電所安裝及其供電線(xiàn)路的敷設(shè)；皮帶暗斜井皮帶電控系統(tǒng)安裝；東三及Ⅱ(3)采區(qū)變頻絞車(chē)電控、信號(hào)系統(tǒng)的安裝；井下8171、7198、7196等采煤工作面的供電系統(tǒng)安裝；-750掘進(jìn)面大型綜掘機(jī)供電系統(tǒng)安裝；-750行車(chē)間供電安裝及掘進(jìn)隊(duì)供電系統(tǒng)改造；主井變電所更換變壓器等。通過(guò)參加這些大型工程，我一邊指導(dǎo)技術(shù)上的工作一邊再進(jìn)一步學(xué)習(xí)，積累為以后更好的做好供電工作奠定了基礎(chǔ)。
四、做好本職工作，提高職工技能水平
在日常工作中，我針對(duì)井上、下高低壓供電系統(tǒng)有變動(dòng)的地方及時(shí)對(duì)供電系統(tǒng)圖進(jìn)行修改，可以隨時(shí)了解各變電所所帶負(fù)荷，并負(fù)責(zé)對(duì)井下遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的維護(hù)。同時(shí)，我對(duì)礦井的高壓繼電保護(hù)裝置的整定參數(shù)進(jìn)行了重新計(jì)算和對(duì)井下高低壓電纜統(tǒng)計(jì)。在系統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)的指導(dǎo)下，不定期地組織電工進(jìn)行技能培訓(xùn)，學(xué)習(xí)新技術(shù)，提高理論文化水平和業(yè)務(wù)操作技能，并經(jīng)常組織各項(xiàng)技能比武，積極開(kāi)展“QC小組”和“手指口述操作法”等活動(dòng)，通過(guò)這些培訓(xùn)活動(dòng)，不斷提高車(chē)間電工的業(yè)務(wù)水平和處理開(kāi)關(guān)故障的能力，大大縮短了處理事故的時(shí)間，有力保障了全礦的安全供電。
我在領(lǐng)導(dǎo)和同事們的幫助指導(dǎo)下，逐漸熟悉自己的業(yè)務(wù)，在工作中取得了一些成績(jī)，但也深知自己的不足之處，如事故處理經(jīng)驗(yàn)少。所以在今后的工作中，我要努力戒驕戒躁，積累經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不斷調(diào)整自己的思維方式和工作方法，在實(shí)踐中磨練自己，嚴(yán)格要求自己，不斷的學(xué)習(xí)與創(chuàng)新．不辜負(fù)礦、科領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我的信任，努力成為優(yōu)秀的技術(shù)人員，爭(zhēng)取為礦的發(fā)展多做貢獻(xiàn)。
