变频调速技术在煤矿井下架空乘人装置上的应用

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变频调速是现代电机控制的主流技术，变频技术作为-项节能降耗 的重点技术在众多行业中普遍采用 。目前煤矿主要设备广泛采用了变频调速控制技术达到节能降耗和平稳控制 的目的。

煤矿井下架空乘人装置 (简称猴 车)以其结构简单、操作方便 ，快捷 、安全地运送人员为主要特点 ，在煤矿应用甚广。但架空乘人装置-直是恒速运行，而井下人员乘车有其固有的规律与特点 ，即上下班高峰时段处于满负荷运行状态 ，其他时间段则在半负荷或极低负荷状态下运行 ，甚至是空运行 .造成不必要 的能耗与机械设备磨损 ，严重影响了设备的使用寿命。

本文针对阳煤集团二矿井下猴车进行技术改造并改变其运行模式 ，达到节能降耗和平稳运行 的目的。

1 变频调速原理变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压 、频率都可调的交流电。

修稿 日期 ：2013-03-30作者简 介 ：赵 新平 (1970-)，男 ，1994年毕 业于河北 工程 大学机 电 学院电气工程专业 。 目前任 阳煤 集团技 术 中心机 电所所长.曾在相关刊物发表文章多篇。

144交流电动机转速为：： i 二 2P式中 ：f--定子供电电源 的频率 ；p-电动机的极对数；s-电动机的转差率。当平滑地改变 f时，n也可得到平稳的改变。

现在使用的变频器 主要采用交-直-交方式 ，三相交流电经过变频器 的整流桥整流及电容的滤波转换成直流电，然后经过逆变电路 ，通过控制逆变 电路的通断来输出合适频率的交流电。

现代变频技术主要利用直接转矩控制达到速度可控的 目的。当四项限 自动转化运行时 ，电流相位的输入与电压相位发生相反方 向的流速 ，使得电动机再生能量反馈到电网中，实现电动机的能量再生制动 。

变频控制过程 中，电机处 于-种交变状态 ，即通 电运行与发电制动，为了使再生能量回馈电网，通常对再生能量的处理采用变频器的主 回路双向逆变方案 。

2 技术改造与实施2.1 设备运行概况阳煤集团二矿架空乘人装置运行距离 900m，电机电压 660V，功率 90KW，为了方便人员乘坐，除检修时间外 ，每 天恒速运 行时 间在 20小 时 以上 ，消耗 电量· 测试 与控制 ·1800KWh左右。

对架空乘人装置技术改造的主要 目的是通过红外线无人值守传感器检测人员流动情况，然后通过传感器控制变频调速装置平滑调整电机转速 ，达到有人乘坐时额定速度运行 ，无人乘坐时怠速运行 ，当长时间无人乘坐时系统 自动停止运行 。

2.2 技术改造 内容技术改造的主要内容包括：①加装-套 90kW的防爆型变频控制器，控制主电机的速度；②在人员出入121安装红外检测传感器 。当有人进入乘车区域时 ，系统 自动达到额定速度运行 ，当人员离开后 系统处于怠速运行，减少了操作人员，实现无人值守；③系统的运行参数和运行状态通过光缆传输到地面调度台，方便管理与监控运行状况。另外 ，系统还增加 了相应的保护与智能识别功能 ，如安全制动 (二级制动)和紧急制动(-级制动)时 ，在人机界面上能记忆并显示故障时绞车的位置、速度及故 障发生的原因 ；过、欠速保护 ，钢丝绳张紧保护等 ；设备可 以在 自动、手动 、检修方式下运行 。

2.3 改造后 系统功能改造后的系统具备以下功能：①智能化无人职守。

控制系统根据红外线传感器检测到的人员流动情况 自动调整电机 的转速和决定 系统的启停 ，减少 了操作人员 ，提高了企业效益；②软启停功能。改造后的系统具备软起、软停功能 ，避免了设备启停造成 的冲击 ，延长 了机械设备和钢丝绳的使用寿命，提高了人员乘坐的舒适度，保证了人员乘车安全；③无极变速。利用新型电力半导体驱动技术对电动机进行全数码高精度控制 ，实现了对电动机的无极变速控制；④高效节能。动态矢量自动跟踪匹配系统能够根据 电动机 的负载变化快速调整电动机的输入电压，强制降低电动机电流，确保电动机高效运行；⑤能量回溃采用能耗制动、回馈制动技术，成功地解决了架空乘人装置在快速、减速或急停时的再生发电能量处理问题 ，实现了制动电能经滤波处理后回馈 电网。

3 结论对系统进行改造之后 日耗电量 950KWh左右 ≮能效果 明显，同时减少 了机械部件的磨损 ，减少 了设备的维护运行费用，实现了安全保护齐全，经济效益明显，社会效益显著的 目标。