井下電機車(chē)中變頻技術(shù)的應用

　　針對礦用直流架線(xiàn)式電機車(chē)在調速過(guò)程中采用直流電動(dòng)機方式而浪費大量電能的問(wèn)題，提出了一種由交流異步電動(dòng)機拖動(dòng)電機車(chē)的調速系統方案。下面是小編搜集整理的相關(guān)內容的論文，歡迎大家閱讀參考。

　　摘要：近些年來(lái)我國在科技領(lǐng)域不斷取得進(jìn)展，拓展了變頻技術(shù)應用的廣度和深度，尤其在開(kāi)采業(yè)中獲得了顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。與直流電機車(chē)相比，變頻調速機車(chē)的節能效果明顯，性?xún)r(jià)比也更為優(yōu)越。本文對變頻技術(shù)在井下架線(xiàn)式電機車(chē)中的應用進(jìn)行了分析和探討。

　　關(guān)鍵詞：變頻技術(shù)；井下架線(xiàn)；電機車(chē)；應用

　　前言

　　架線(xiàn)電機車(chē)是促進(jìn)開(kāi)采運輸機械化的牽引電氣設備之一，目前國內井下?tīng)恳�電�?dòng)機多為直流電動(dòng)機，采取串電阻的調速方式。這樣一來(lái)，換向器和電刷的存在會(huì )加大電動(dòng)機的易損壞程度，增加了系統的維修量。因此，引入變頻技術(shù)，使用交流牽引電動(dòng)機和變頻調速方式，有利于解決架線(xiàn)式電機車(chē)的弊端。

　　一、變頻調速控制技術(shù)

　　隨著(zhù)電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，自動(dòng)化控制技術(shù)正經(jīng)歷著(zhù)一場(chǎng)新的變革。變頻調速憑借卓越的調速啟動(dòng)、制動(dòng)性能，高效率、高功率因數和節電功效，廣泛的適用領(lǐng)域等被公認為發(fā)展前途最為廣闊的調速方式。20世紀變壓器的出現使改變電壓成為一件易事，電力行業(yè)由此壯大，長(cháng)期以來(lái)固定的交流電頻率得以改變，變頻調速技術(shù)的出現極大地提高了頻率的利用效率。為了使變頻調速控制運行正常，需要開(kāi)環(huán)和閉環(huán)兩類(lèi)系統控制。開(kāi)環(huán)負責簡(jiǎn)便控制，能夠達到特性較硬、調速范圍較寬和較平滑的效果。當負載對調速精度和轉矩控制要求較低時(shí)，轉速開(kāi)環(huán)控制即可滿(mǎn)足，對于要求較高的情況則需使用閉環(huán)反饋控制。閉環(huán)控制仍然利用速度反饋，而簡(jiǎn)單的速度負反饋只在一定程度上確保了調速精度，無(wú)法對轉矩進(jìn)行控制；遇到急劇加速減速時(shí)，可能造成電動(dòng)機系統不穩定，對動(dòng)態(tài)控制的性能欠佳，因而很有必要采用較復雜的反饋控制。

　　二、變頻技術(shù)在井下電機車(chē)中應用的必要性

　�。ㄒ唬┲绷鞔畡铍妱�(dòng)機的缺陷

　　當前井下電機廠(chǎng)使用最多的牽引電動(dòng)機為直流串勵電動(dòng)機，由于電機車(chē)在運輸過(guò)程中需要獲得多種運行速度，必須靠司機操控牽引電動(dòng)機的轉速。直流串勵電動(dòng)機的機械軟特性是指，轉速n與負載的輕重呈負相關(guān)，當電動(dòng)機的轉動(dòng)力矩大時(shí)，轉速偏低；當轉動(dòng)力矩減小時(shí)，電動(dòng)機的轉速加快�？蛰d的電動(dòng)機，此時(shí)極小的轉動(dòng)力矩對應極高的轉速，可能會(huì )出現“飛車(chē)”現象，不僅嚴重惡化了換向條件，而且會(huì )損害轉子，甚至發(fā)生人身事故�？梢�(jiàn)，應對串勵電動(dòng)機進(jìn)行最低負載的規定，避免在空載下運行。電機車(chē)采用串勵式調速方式時(shí)，會(huì )形成較大的啟動(dòng)沖擊，無(wú)法順利達到軟啟動(dòng)。電機車(chē)司機的控制器是帶負荷切換裝置，在觸頭形成的沖擊電流較大，容易引起短路而損害觸頭，無(wú)形中增加了材料耗費；在調速過(guò)程中不易保持平穩，加大了電機車(chē)司機操作和檢修的困難，無(wú)法完善電路的保護系統，安全性能較低。

　�。ǘ�）交流電動(dòng)機的操作優(yōu)勢

　　交流變頻調速技術(shù)正在日趨完善，越來(lái)越多地受到生產(chǎn)部門(mén)的應用。在開(kāi)采活動(dòng)中，交流電機與直流電機相比，擁有更高的功率、效率，更低的維護成本，更方便的無(wú)電刷和換向器，交流電動(dòng)機取代直流電動(dòng)機在井下電機車(chē)的地位指日可待，是礦用電機車(chē)發(fā)展的新趨勢。在井下架線(xiàn)式電機車(chē)中推廣變頻調速技術(shù)，能夠顯著(zhù)提高電機車(chē)的調速性能，減輕設備磨損，降低備品備件的投資，保證控制力度精準，延長(cháng)設備使用壽命，為完成井下軌道運輸任務(wù)貢獻力量。

　　三、變頻調速的有效策略及應用

　�。ㄒ唬┙弧�直—交變頻

　　井下架線(xiàn)式電機車(chē)應安裝逆變設備，由此可直接獲得電網(wǎng)上的直流電，并轉化成可調控頻率的三相交流電。這樣一來(lái)，就可將用戶(hù)較多的直流牽引電機車(chē)轉變?yōu)榛�礎性的交流電機車(chē)，并且在改造戶(hù)后，改造者還能利用電源頻率對工作的速度加以控制。

　�。ǘ�）變頻調速的應用方法

　　首先將調速器固定，把換向和調速手柄處的設置調零，并手動(dòng)關(guān)閉交流變頻電機車(chē)開(kāi)關(guān)，確保電流暢通。通電后，觀(guān)察報警燈是否亮起，而后對準備燈進(jìn)行觀(guān)察，以?xún)蔁敉瑫r(shí)亮起作為開(kāi)展其后一系列工作的標志。先轉動(dòng)換向手柄，調整到工作所需的方向，等待一段時(shí)間后，工作燈亮起機器即可開(kāi)始工作，可將調速手柄調到機器某功能所需速度。由于運載量過(guò)大，超載現象時(shí)有發(fā)生，此時(shí)礦用電機形成短路，變頻調速交流電機車(chē)的警示燈亮起，正在運行的工作自動(dòng)停止，工作者可在排除相應隱患之后，通過(guò)“復位”實(shí)施恢復。

　�。ㄈ�）變頻技術(shù)在井下電機車(chē)的應用

　　三相異步變頻調速電動(dòng)機具有較高的可靠性，故障率低，鼠籠轉子無(wú)換向銅頭和線(xiàn)圈，增加了密閉性，也減少了因潮濕等原因對絕緣性能的損害。同時(shí)減少了碳刷的消耗，降低了維修量，運行費用少。在控制器的維護量方面，變頻調速控制器換向調速的構成成分是簧管、電位器等，無(wú)觸點(diǎn)，減少了維修量。在電力消耗方面，將架線(xiàn)式交流牽引變頻調速電機車(chē)應用到同一牽引電網(wǎng)上，能夠將牽引電網(wǎng)饋電功能作為上坡運行列車(chē)電能消耗的補償，大幅提高節電率。在調速性能上，實(shí)現了無(wú)級調速，調速均勻。最后，交流牽引電動(dòng)機通過(guò)直接轉矩控制，在相同的粘著(zhù)條件下產(chǎn)生更大的牽引力。

　　四、結語(yǔ)

　　總之，交流電動(dòng)機的變頻技術(shù)深受工業(yè)用戶(hù)歡迎，已經(jīng)成為電動(dòng)機調速的新方向。特別是在井下架線(xiàn)式電動(dòng)車(chē)中，它的性能具備非常大的使用空間，在更加惡劣、耗電更大的生產(chǎn)環(huán)境中，應用和推廣變頻技術(shù)將有巨大的實(shí)際意義。

　　參考文獻：

　　[1]常愛(ài)軍,張小明.礦用電機車(chē)牽引電動(dòng)機故障原因及防范措施[J].科技情報開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟,2009,(17).

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