煤矿副井提升机励磁装置技术改造的探讨

煤矿提升设备是矿井运输中的咽喉设备，是沟通矿井上下的纽带，经过了不断的技术更新，煤矿副井提升机已经由原来的缠绕式发展为现在的多绳摩擦式，各项安全系数都有了很大的提高。煤矿提升设备运行状态的好坏对煤矿安全生产起着重要的作用，如何在确保煤矿提升设备安全运行的前提下提高提升效率、节约能源，现在已经成了一个热门讨论话题。煤矿提升机的整套系统又多个配件组成，其中电动机的励磁装置也是一个十分重要的组成部分，目前关于副井提升机的励磁装置也有了新的改造方案。根据直流电机励磁方式的不同，可分为他励磁、并励磁、串励磁、复励磁等方式，直流电机的转动过程中，励磁就是控制定子的电压使其产生的磁场变化，从而改变直流电机的转速。励磁就是向发电机转子提供转子电源的装置。根据直流电机励磁方式的不同，可分为他励磁，并励磁，串励磁，复励磁等方式，直流电机的转动过程中，励磁就是控制定子的电压使其产生的磁场变化，改变直流电机的转速， 改变励磁同样起到改变转速的作用。励磁的主要作用是：

1、维持发电机端电压在给定值，当发电机负荷发生变化时，通过调节磁场的强弱来恒定机端电压。

2、合理分配并列运行机组之间的无功分配。

3、提高电力系统的稳定性，包括静态稳定性和暂态稳定性及动态稳定性。

现在我们很多煤矿采用的是十二脉动、桥并、电枢可逆、励磁恒定的全数字直流传动系统，而励磁装置选用的是直流他励电动机，其中励磁电压是220V/110V，励磁电流是94.4A/188.8A。励磁装置选取直流他励电动机的优点在于励磁绕组与电枢是分离的，分别由励磁电源电压Uf和电枢电源电压U两个直流供电，其原理图如下所示：

目前大多数煤矿把励磁电流都设置为满磁状态，这样做可以避免在运行过程中出现的励磁电流突然下降或消失，电机的转速会突然增加的飞车现象，而缺点是上、下井口在进行操车作业时提升机处于停止运行的状态，而励磁电流一直保持满磁就造成了大量的能源浪费，对于这种现况我们完全可以通过对励磁装置进行技术改造来达到既能保证提升机安全运行又能达到节能的效果。发现在不同的运行状态下设置不同的对应电流能够实现节能省电和减少电机发热，延长电机寿命，保护电机的双从目的。具体技术改进措施原理原理图如下：

通过在励磁装置中加设两个型号为10KΩ、0.5W小电阻，当提升机处于起机待运行时或操车系统进行操车作业时，两个小电阻处于串联状态磁场给定电流信号传给主PLC，使得励磁电流为47.2A即所谓的停车半磁，而当提升机正常进行提升任务时手柄不再处于零位，传动合闸传动运行给出一个使能信号，使得一个小电阻短接掉，此时励磁给定电流变为94.4A，使得励磁电流达到开车所必需的条件，此时就是开车满磁。此时根据P′=I2R和P=UI可知当停车时I减少了1/2，P′则减少了3/4，P也减少了1/2，这样就达到了减少电机发热和节约电能的效果。而完成每次操车任务的时间我们按60秒计算，这样平均算下来在提升机处于停止状态的时间每天至少可达到8小时，这样算下来一年所节约的电能也不再是一个小数字。而选择停车半磁而不是零磁是有原因的，n=U/Ce*Φ按此式当磁场Φ为0，则转速n为无穷大。Mdc=Cm*Φ*I按此式，当磁场Φ为0，则转矩Mdc为0。实际上，转速n不可能为无穷大。只是一个很高的，危险的转速，即：飞车。当磁场减弱时，因转速与磁场成反比，但随转速的增加各种阻力也将剧增，转矩下降，直到转速出现最高值（飞车）。如果磁场再继续减弱，随着转矩的减小电机的转速又将下降，直到停止。由于转速下降，反电势减小，电枢电流剧增。上述的转速“最高值”（即飞车），是极危险的，一般电机，在达到“最高值”之前，在强大的离心力作用下，就会把饶组，整流子甩出来，造成飞车事故。 为避免弱磁，造成飞车事故，并励电机必须设有弱磁保护。而励电机更不允许空载。通过实现“停车半磁、开车满磁”，停车半磁就可以避免直流电动机在运行过程中出现的励磁电流突然下降或消失，电机的转速会突然增加的飞车现象，所以在停车时励磁一定不能为零。

通过对霄云煤矿副井提升机励磁装置进行开车满磁、停车半磁的技术改造，真正实现了节能省电和减少电机发热，延长电机寿命，保护电机的双重目的。