引言

     煤礦絞車電氣控制系統是絞車安全穩定運行的重要保障，隨著煤礦生產工作的不斷深入，傳統的絞車電氣控制技術在實際的應用中逐漸不能滿足生產的需求，其中存在著的問題也逐漸顯現出來，而變頻技術的應用不僅可以有效提升電氣控制系統的調節能力，還可以進一步提升絞車運行過程中的可靠性、安全性以及經濟性。

1、傳統煤礦絞車電氣控制方式的弊端

1.1運行成本過高

     傳統的煤礦絞車調節方式運行成本高主要提現在兩個方面：第一，絞車的運行需要消耗大量的能源。由于絞車的調速是通過串聯電阻進行，不僅不利于提高能源的利用率，而且還會造成電能的浪費，據統計，這樣的絞車調速方式所消耗的電量占據了絞車全部成本的80%以上。第二，維護和保養成本過高。通常情況下，煤礦絞車的保養與維護都需要3到5個人進行，在一定的程度上加大了人力資源的投入成本，與煤礦工業“綠色”發展的基礎理念相違背。

1.2安全可靠性低

     調速電阻是傳統煤礦絞車電氣控制系統的主要工作原理，由于受到操作者的經驗影響煤礦絞車運行過程中的安全性與穩定性變得難以操控。在實際的使用中也經常出現由人為因素所引起的安全事故，例如：翻矸斗過卷或拉翻、絞車纜繩被拉斷等。不僅如此，傳統的煤礦絞車調速方式還存在著電路接點過多的缺點，這也與引起動作失誤或不動作等問題，這也在很大的程度上加大了絞車運行過程中安全問題的不可控制性[1]。

2、變頻煤礦絞車電氣控制的優勢

在近些年中，我國的煤礦事業迅速發展，許多新設備、新技術都運用到了煤礦生產工作中，例如：電子計算機技術、自動化控制技術等。在煤礦企業的不斷發展過程中，煤礦絞車電氣控制的方式也有了一定的改變，以往的電氣控制技術已經逐漸被變頻技術所取代，并且在實際的應用中有著良好的成績。

2.1延長絞車使用壽命，降低實際運行成本

     變頻技術的應用可以有效地避免煤礦絞車實際運行過程中的沖擊情況，不僅降低了機械設備啟動和停止過程中所造成的損傷，更好地保證設備的安全和完整，不僅起到了延長絞車使用壽命的效果，還大大地降低了煤礦絞車的保養維護成本。煤礦絞車的控制運營成本在絞車的全部投入資金中占有很高的比例，而變頻技術的應用則可以有效地降低能源的損害，根據實際應用中得到的統計信息，變頻技術的應用可以使絞車能源損耗量下降35%。除此之外，變頻技術還起到了一定的設備保護效果，使得在其檢查維修成本上也有著較為明顯的下降[2]。

2.2提高電氣控制精度，保證生產工作安全

     在煤礦絞車的實際使用過程中，如果保證其精準度也是一個重點研究的內容。而變頻技術的應用不僅可以加大電機轉速的控制范圍，還可以在很大的程度上提示絞車工作的精度，使絞車的輸出量符合負載基本量，有效地提升煤礦生產的效率。不僅如此，在提升絞車電氣控制精準度的同時，還可以為煤礦的生產運行過程帶來安全保障，避免絞車運行過程中安全事故的發生，為企業的發展帶來更大的經濟效益。

3、變頻技術在煤礦絞車電氣控制中的應用

3.1變頻調速系統

變頻調速系統主要是利用改變電動機定子的供電頻率去實現設備轉速的改變，以便更好地實現煤礦絞車的調速效果。在目前的煤礦絞車電氣控制變頻調速系統中，主要采用的是交直交變頻技術，交直交變頻技術主要包括了以下兩個部分：第一，正常逆變。正常逆變的過程包括了整流、濾波以及逆變三個內容，其中逆變是整個過程中核心工作，通過有效地進行電動機定子供電頻率的改變進而改變絞車輸出電壓，從而起到良好的調速效果。第二，能量回饋逆變。能量回饋逆變包含了整流、回饋逆變以及輸出濾波三個內容。其中整流主要是由IGBT來進行，而回饋逆變則是依靠電解電容來提供電壓源，更好地保證了絞車的運行穩定。輸出濾波的使用可以減少逆變過程中調制波對電網的干擾，讓整個電氣控制系統變得更好安全可靠[3]。

3.2絞車電氣控制系統的改造

     傳統的煤礦絞車電氣控制系統都是采用工頻調速系統，而變頻調速系統的應用可以在不影響原本調速系統的基礎上進行更新和改進，這樣煤礦絞車可以同時擁有兩套調控系統，在其中一套出現問題時，另一套可以帶來來良好的備用功效，從而更好地保障煤礦絞車電氣控制工作的穩定性。為了可以讓兩套系統的共同存在變得更加和諧，還必須做出進一步的完善與改造，其改造工作可以適當的增加工頻—變頻轉換功能，同時還可以在控制系統啟動前，把主回路和控制回路都更換到變頻位置。通過這樣的改造與應用，煤礦絞車就可以同時擁有自動與手動兩種控制方式。自動控制主要是通過PLC進行實現的，可以有效地提升絞車的運行效率。一般情況下，只有絞車的啟停需要人工操作，其他皆為自動控制，優勢在突發情況中也需要人工進行操作[4]。

4、絞車電氣控制變頻技術的應用實例

     較為老舊的煤礦絞車控制系統不僅需要消耗大量的能源，而且安全穩定性也無法保障。通過都煤礦絞車控制的分析和研究，決定對該絞車控制系統進一步地升級和改造，將變頻調速控制系統應用在原來的工頻控制系統中。初步估算，在進行控制系統的改造與升級之后，至少到達以下幾點效果：第一，在絞車提升過程中，實際使用的能量至少節約16.4%。第二，在絞車下降過程中，假設原有控制系統是采用三檔進行下降，其下降速度大約為1.5m/s，部分能量會回饋回電網，再加上摩擦等問題上所消耗的能量，難以對其實際消耗情況進行估算，但使用變頻技術的煤礦絞車控制系統，在進行絞車下降工作時，會將80%以上的重力勢能回饋給電網，所以至少可以節約80%的電能。

5、結語

     煤礦絞車電氣控制系統中變頻技術的應用是煤礦企業發展的必然趨勢，不僅提升了煤礦企業的生產效率，還有著節約能源、保護設備安全和工作人員生命安全的效果，為企業的長期穩定發展帶來非常大的促進作用，所以必須加大對煤礦絞車電氣控制變頻技術的應用研究，使煤礦生產更加安全穩定。