论文部分内容阅读
[摘 要]煤矿生产对安全和环境具有自身特殊的要求，使得变频器的引入相对较晚。然而，煤矿生产过程中大力倡导增产降耗，基于此，迫切需要优化和改善设备，使其充分确保节能的要求。本文阐述了变频调速技术的发展及其基本的工作原理，以及其具有的优势，然后分析了变频调速干扰因素以及相关对策。希望能够为煤矿有效应用变频调速技术，改善运输系统提供帮助。
[关键词]煤矿；运输系统；变频调速技术
中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）23-0262-01
煤矿行业属于能源产出与消费的行业，对于经济社会的发展起着非常重要的作用，因此，国家一直十分注重这一行业。随着社会的发展，社会各界开始注重环境保护，注重在节能减排的前提下不断持续发展。为实现节能减排并推动煤炭产能的提升，煤矿纷纷引入变频调速技术。在应用这一个技术上，我国起步相对较晚，远远落后于西方发达国家和地区，在许多方面的应用仍然有待于加强和改善。因此，伴随煤炭行业的日益前进，各种实用性的变频调速技术在这个领域具有非常大的发展空间。鉴于这一个方面的原因，本文阐明变频调速技术的发展、原理、优势，在此基础上，探讨了变频调速干扰因素，并提出了相应的对策，希望可以为有效应用变频调速技术提供参考依据。
一、变频调速技术简要介绍
（一）发展概况
当前，我国煤矿提升机设备基本上引入了电气传动系统，具体来说，也就是直流传动系统与直流电动机系统。但是，通过长期的实践发现，这两个系统均存在不同程度的不足之处，主要包括运行效率相对低、不利于维护等。然而，就那些中、小型提升机来说，它们基本上属于交流电气传动系统，比如，使用交流绕线式电动机等途径和手段来调整电阻实现速度的改变。从表面进行分析来说，这一类电器传动系统较为简易，并不是非常复杂，然而，其属于有级调速，尤其需要注意的问题是，其具有较差的调速性，同时效率相对较低，多数的电能用于电机转子电阻，因此，肯定会制约到整个系统的准确性。
现阶段，变频调速技术在实践当中得到普及，逐渐发展成当前一段时间内以及今后长期引用的一大趋势。通过分析国内具体状况可以发现，只有很少的矿井提升机在实践中引入交- 交变频调速系统，同时能够取得非常不错的效果。但是，其存在诸多缺点：具有相对较低的功率，同时其谐波相对较大。故此，必须配置相应的谐波设备与功率因素补偿设备。进入十二五期间，因变频调速技术的急剧前进，在煤矿运输系统之中开始引入交- 直- 交型变频调速技术。相信随着科技的不断发展，将会有更多更优秀的相关技术被推出，同时将会更加广泛的应用到煤矿运输系统之中。
（二）基本原理介绍
利用大功率变频装置来设置相应的参数，最终能够实现逆变，该输出端就是所设定频率的交流电。然而，变频器所输出的频率同样有了或多或少的变化，正是由于这一个方面的原因，将导致电机输出转速同样随之出现变化，同时两者之间具有近似线性的关系。如此一来，就实现了对速度的调整。但是，整个电路系统中，为了充分保障电路始终处于稳定安全的状况下工作，必须要将设备接地，鉴于此，变频器接地段同样必须接地。另一方面，主回路里面，与制动单元和电阻的端子进行相连，这样做旨在防止提升机在运行于垂直方向的时候，发生由工件带动电动机转动的现象，并且将会形成再生电动势。也就是说，当泵升电压太大的时候，在这种情况下，将损坏变频器。因此，充分考虑变频调速的原理，应当在输入回路的里面连接频皸定电路，然后通过PLC 将模拟量信号输出。换言之，即利用电压或电流信号来充分控制输出频率。此时，输出频率与设定的电流、电压之间为正比。另外，为有效监控变频器运的具体工作状况且及时发现其中存在的故障，应当将异常信号向PLC 输入模块传输，将其当做异常情况的报警信号。
（三）变频调速所具有的突出优势
我们知道，变频调速存在大量的优点，具体来说，基本上涉及到下列几方面：首先，无级平稳加、减速的作用，正是由于这个方面的原因，其可以充分保障煤矿运输系统处于稳定、安全的工作状态之中。其次，电能消耗量相对较低。再次，其具有较低的启动电流，同时丝毫不会影响到整个煤矿运输系统，所以具有非常不错的节电效果。另一方面，启动以后，无需配置上串联电阻，这样就使其启动能耗明显缩减。最后，煤矿运输系统还存在一系列的保护功能，同时，其具有较高的操作的稳定性与安全性。
二、变频调速相关影响因素及其应对措施
（一）影响条件
第一，来自于外部电网的干扰。整个电网之中，通过变频器供电电源将形成的谐波干扰折叠式的变频器产生干扰。与此同时，其中形成谐波源的设备非常多，包括照明、电流等方面的设备。各种负荷均能够使电压或电流出现一定程度的波形异常变化，且还能够威胁到其他电气设备。要是没有在第一时间内妥善解决这一问题，则电网噪声将利用电源来干扰变频器工作。
第二，变频器对外部的干扰。其形成的整流桥对电网来说呈非线性负载，这样形成的谐波能够影响到其他设备。因此，由于其逆变装置基本上属于PWM 技术，其处于开关状态同时高速切换的过程中，将产生一定的耦合性噪声。所以，变频器能够对煤矿运输系统里面的相关设备产生电磁干扰。
（二）抗干扰的措施
第一，将干扰源屏蔽。这属于该领域非常有效的一个方法和手段。通常情况下，变频器主要是利用铁壳对别的电磁的干扰屏蔽，输出线最好通过钢管来屏蔽，需要注意的问题是，当由外部信号来控制变频器的时候，应当尽可能的缩短信号线长度，且应当采用双芯屏蔽的方式，然后和主电路线等保持分离状态，禁忌把它们置于相同的线槽里面。除此之外，为切实增强屏蔽效果，施工过程中应当把屏蔽罩接地处理。
第二，应用电抗器。一般来说，低频率谐波在变频器输入电流中具有相对较大的比例。就低频率谐波分量而言，其一方面将会对电网中其他设备的正常工作产生干扰，另一方面将使无效功率消耗量提高，故造成线路功率因数明显下降。所以，经由认真的总结可以发现，串接1个电抗器可以非常有效的防止谐波电流的形成。
第三，科学合理的接地方式。合理接地不仅可以充分确保电网免受外部的影响，而且还可以减小设备对外界的影响。然而，具体的实践中，电网中的零、地线等较为模糊，同时控制系统屏蔽地线和主电路线的混乱搭接，正是由于这个方面的原因，使得系统运行的可靠性和安全性明显降低。对变频器来说，主回路段子正确接地能够明显减小变频器干扰。因而，我们一定要高度重视这一方面。
三、煤矿运输系统中变频调速的应用
传统机电控制系统中，往往通过PLC 与变频两者相融合的模式，通过长期的探索之后，将继电器等省去，这样就明显减少了故障的出现，能够实现节能的目标。同时，通过PLC编程还能够优化系统，使其拥有手动和自动调速两个方面的功能，这样，就明显提升了运输系统的灵活性，同时非常容易操作。除此之外，还能够安装同步开关于运输系统里面，通过这种方式来实现对系统的有效控制。通过MATLAB仿真测试发现，煤矿运输系统具有相对较强的抗干扰性能、动静态响应特性，因此能非常有效的迎合生产需求。不难看出，通过引入变频调速控制技术，能够为运输系统带来非常明显的改观，不但提高了工作效果，而且带来相对较高的效应。
四、結语
综上所述，变频调速技术在煤矿运输系统中的应用，对煤矿安全生产带来良好的主推功能，而且能够推动社会发展。
参考文献
[1] 高大伟.变频调速技术在煤矿运输皮带系统的应用[J].科技与企业，2012，8：295
[2] 李宏晓.变频调速技术在煤矿的应用前景[J].科技信息，2010，19：I0082-I0083
[3] 马广振.变频调速技术在煤矿运输机中的应用[J].中国高新技术企业，2011，22：87-88
作者简介
李凯，男，汉族，出生年月：1986年3月；籍贯：河南省永城市；毕业院校：中国（徐州）矿业大学 机械工程及自动化专业；本科学历；助理工程师；现就职单位：神火集团煤业公司；邮编：476600.
[关键词]煤矿；运输系统；变频调速技术
中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）23-0262-01
煤矿行业属于能源产出与消费的行业，对于经济社会的发展起着非常重要的作用，因此，国家一直十分注重这一行业。随着社会的发展，社会各界开始注重环境保护，注重在节能减排的前提下不断持续发展。为实现节能减排并推动煤炭产能的提升，煤矿纷纷引入变频调速技术。在应用这一个技术上，我国起步相对较晚，远远落后于西方发达国家和地区，在许多方面的应用仍然有待于加强和改善。因此，伴随煤炭行业的日益前进，各种实用性的变频调速技术在这个领域具有非常大的发展空间。鉴于这一个方面的原因，本文阐明变频调速技术的发展、原理、优势，在此基础上，探讨了变频调速干扰因素，并提出了相应的对策，希望可以为有效应用变频调速技术提供参考依据。
一、变频调速技术简要介绍
（一）发展概况
当前，我国煤矿提升机设备基本上引入了电气传动系统，具体来说，也就是直流传动系统与直流电动机系统。但是，通过长期的实践发现，这两个系统均存在不同程度的不足之处，主要包括运行效率相对低、不利于维护等。然而，就那些中、小型提升机来说，它们基本上属于交流电气传动系统，比如，使用交流绕线式电动机等途径和手段来调整电阻实现速度的改变。从表面进行分析来说，这一类电器传动系统较为简易，并不是非常复杂，然而，其属于有级调速，尤其需要注意的问题是，其具有较差的调速性，同时效率相对较低，多数的电能用于电机转子电阻，因此，肯定会制约到整个系统的准确性。
现阶段，变频调速技术在实践当中得到普及，逐渐发展成当前一段时间内以及今后长期引用的一大趋势。通过分析国内具体状况可以发现，只有很少的矿井提升机在实践中引入交- 交变频调速系统，同时能够取得非常不错的效果。但是，其存在诸多缺点：具有相对较低的功率，同时其谐波相对较大。故此，必须配置相应的谐波设备与功率因素补偿设备。进入十二五期间，因变频调速技术的急剧前进，在煤矿运输系统之中开始引入交- 直- 交型变频调速技术。相信随着科技的不断发展，将会有更多更优秀的相关技术被推出，同时将会更加广泛的应用到煤矿运输系统之中。
（二）基本原理介绍
利用大功率变频装置来设置相应的参数，最终能够实现逆变，该输出端就是所设定频率的交流电。然而，变频器所输出的频率同样有了或多或少的变化，正是由于这一个方面的原因，将导致电机输出转速同样随之出现变化，同时两者之间具有近似线性的关系。如此一来，就实现了对速度的调整。但是，整个电路系统中，为了充分保障电路始终处于稳定安全的状况下工作，必须要将设备接地，鉴于此，变频器接地段同样必须接地。另一方面，主回路里面，与制动单元和电阻的端子进行相连，这样做旨在防止提升机在运行于垂直方向的时候，发生由工件带动电动机转动的现象，并且将会形成再生电动势。也就是说，当泵升电压太大的时候，在这种情况下，将损坏变频器。因此，充分考虑变频调速的原理，应当在输入回路的里面连接频皸定电路，然后通过PLC 将模拟量信号输出。换言之，即利用电压或电流信号来充分控制输出频率。此时，输出频率与设定的电流、电压之间为正比。另外，为有效监控变频器运的具体工作状况且及时发现其中存在的故障，应当将异常信号向PLC 输入模块传输，将其当做异常情况的报警信号。
（三）变频调速所具有的突出优势
我们知道，变频调速存在大量的优点，具体来说，基本上涉及到下列几方面：首先，无级平稳加、减速的作用，正是由于这个方面的原因，其可以充分保障煤矿运输系统处于稳定、安全的工作状态之中。其次，电能消耗量相对较低。再次，其具有较低的启动电流，同时丝毫不会影响到整个煤矿运输系统，所以具有非常不错的节电效果。另一方面，启动以后，无需配置上串联电阻，这样就使其启动能耗明显缩减。最后，煤矿运输系统还存在一系列的保护功能，同时，其具有较高的操作的稳定性与安全性。
二、变频调速相关影响因素及其应对措施
（一）影响条件
第一，来自于外部电网的干扰。整个电网之中，通过变频器供电电源将形成的谐波干扰折叠式的变频器产生干扰。与此同时，其中形成谐波源的设备非常多，包括照明、电流等方面的设备。各种负荷均能够使电压或电流出现一定程度的波形异常变化，且还能够威胁到其他电气设备。要是没有在第一时间内妥善解决这一问题，则电网噪声将利用电源来干扰变频器工作。
第二，变频器对外部的干扰。其形成的整流桥对电网来说呈非线性负载，这样形成的谐波能够影响到其他设备。因此，由于其逆变装置基本上属于PWM 技术，其处于开关状态同时高速切换的过程中，将产生一定的耦合性噪声。所以，变频器能够对煤矿运输系统里面的相关设备产生电磁干扰。
（二）抗干扰的措施
第一，将干扰源屏蔽。这属于该领域非常有效的一个方法和手段。通常情况下，变频器主要是利用铁壳对别的电磁的干扰屏蔽，输出线最好通过钢管来屏蔽，需要注意的问题是，当由外部信号来控制变频器的时候，应当尽可能的缩短信号线长度，且应当采用双芯屏蔽的方式，然后和主电路线等保持分离状态，禁忌把它们置于相同的线槽里面。除此之外，为切实增强屏蔽效果，施工过程中应当把屏蔽罩接地处理。
第二，应用电抗器。一般来说，低频率谐波在变频器输入电流中具有相对较大的比例。就低频率谐波分量而言，其一方面将会对电网中其他设备的正常工作产生干扰，另一方面将使无效功率消耗量提高，故造成线路功率因数明显下降。所以，经由认真的总结可以发现，串接1个电抗器可以非常有效的防止谐波电流的形成。
第三，科学合理的接地方式。合理接地不仅可以充分确保电网免受外部的影响，而且还可以减小设备对外界的影响。然而，具体的实践中，电网中的零、地线等较为模糊，同时控制系统屏蔽地线和主电路线的混乱搭接，正是由于这个方面的原因，使得系统运行的可靠性和安全性明显降低。对变频器来说，主回路段子正确接地能够明显减小变频器干扰。因而，我们一定要高度重视这一方面。
三、煤矿运输系统中变频调速的应用
传统机电控制系统中，往往通过PLC 与变频两者相融合的模式，通过长期的探索之后，将继电器等省去，这样就明显减少了故障的出现，能够实现节能的目标。同时，通过PLC编程还能够优化系统，使其拥有手动和自动调速两个方面的功能，这样，就明显提升了运输系统的灵活性，同时非常容易操作。除此之外，还能够安装同步开关于运输系统里面，通过这种方式来实现对系统的有效控制。通过MATLAB仿真测试发现，煤矿运输系统具有相对较强的抗干扰性能、动静态响应特性，因此能非常有效的迎合生产需求。不难看出，通过引入变频调速控制技术，能够为运输系统带来非常明显的改观，不但提高了工作效果，而且带来相对较高的效应。
四、結语
综上所述，变频调速技术在煤矿运输系统中的应用，对煤矿安全生产带来良好的主推功能，而且能够推动社会发展。
参考文献
[1] 高大伟.变频调速技术在煤矿运输皮带系统的应用[J].科技与企业，2012，8：295
[2] 李宏晓.变频调速技术在煤矿的应用前景[J].科技信息，2010，19：I0082-I0083
[3] 马广振.变频调速技术在煤矿运输机中的应用[J].中国高新技术企业，2011，22：87-88
作者简介
李凯，男，汉族，出生年月：1986年3月；籍贯：河南省永城市；毕业院校：中国（徐州）矿业大学 机械工程及自动化专业；本科学历；助理工程师；现就职单位：神火集团煤业公司；邮编：476600.