矿井提升机的变频调速改造
一、概况
矿井提升机是煤矿，有色金属矿生产过程中的重要设备。提升机的安全、可靠运行，直接关系到企业的生产状况和经济效益。山西某煤矿井下采煤，采好的煤通过斜井用提升机将煤车拖到地面上来。这种拖动系统要求电机频繁的正、反转起动，减速制动，而且电机的转速一定规律变化。斜井提升机的机械结构示意如下图所示。斜井提升机的动力由绕线式电机提供，采用转子串电阻调速。
目前，大多数中、小型矿井采用斜井绞车提升，传统斜井提升机普遍 采用交流绕线式电机串电阻调速系统，电阻的投切用继电器—交流接触器控制。这种控制系统由于调速过程中交流接触器动作频繁，设备运行的时间较长，交流接触 器主触头易氧化，引发设备故障。另外，提升机在减速和爬行阶段的速度控制性能较差，经常会造成停车位置不准确。提升机频繁的起动﹑调速和制动，在转子外电 路所串电阻的上产生相当大的功耗。这种交流绕线式电机串电阻调速系统属于有级调速，调速的平滑性差；低速时机械特性较软，静差率较大；电阻上消耗的转差功 率大，节能较差；起动过程和调速换挡过程中电流冲击大；中高速运行震动大，安全性较差。
二、改造方案
为克服传统交流绕线式电机串电阻调速系统的缺点，采用变频调速技术改造提升机，可以实现全频率（0～50Hz）范围内的恒转矩控制。对再生能量的处理，可采用价格低廉的能耗制动方案或节能更加显著的回馈制动方案。为安全性考虑，液压机械制动需要保留，并在设计过程中对液压机械制动和变频器的制动加以整合。 矿井提升机变频调速方下如图所示：
现场使用的是绕线式电动机，在用变频器驱动时需将转子三根引出线短接。
三、方案实施
斜井提升负载是典型的摩檫性负载，即恒转矩特性负载。重车上行时，电机的电磁转矩必须克服负载阻转矩，起动时还要克服一定的静摩檫力矩，电机处于电动工作状态，且工作于第一象限。在重车减速时，虽然重车在斜井面上有一向下的分力，但重车的减速时间较短，电机仍会处于再生状态，工作于第二象限。当另一列重车 上行时，电机处于反向电动状态，工作在第三象限和第四象限。另外有占总运行时间10%的时候单独运送工具或器材到井下时，电机纯粹处于第二或第四象限， 此时电机长时间处于再生发电状态，需要进行有效的制动。因此采用能耗制动单元加能耗电阻的制动方案。
