关于“能耗制动”在绞车上的应用

摘要：绞车在矿井下担任了运输材料、人员的任务，是进行安全生产重要的设备。在技术不断进步的今天，从以前使用的耗能大、精度低、调速范围小、安全性差的使用状况已经得到了有效的改善，对于绞车在运行的过程中所出现的状况要进行及时的分析总结。

关键词：解决 能耗制动 应用

绞车在煤矿的作业中担任了重要的运输任务，是保证生产顺利进行的重要条件，随着科学技术的不断发展，要以满足工作需要为前提，使用更加有效、安全的制动方法，预防在绞车的运行中出现绞车停止时，绞车的主电机继续转动，对传动轴所形成的冲量会对绞车造成不必要的损伤。

一、绞车的制动特点

绞车通常制动的方式有能耗制动、机械制动以及液压制动。通常情况下，小绞车采用机械制动的方式居多。机械制动存在着许多缺点，如制动轮磨损快、平稳性差、环境温度高、污染环境、耗能大以及零配件的损耗严重。在任务提升时，会频繁使用工作闸，导致零配件（如缓冲圈、联轴器螺栓以及刹车带）的寿命大大缩短。根据工作中的经验可以总结出，绞车制动轮每年需要至少更换2次，刹车带每周换一次，缓冲圈3个班更换。由于需要经常更换零配件，在工作中会花费大量劳动力和时间，在一定程度上影响了矿井的安全。此外，由于环境问题，加上刹车时的摩擦造成了很大的污染，长期影响到绞车司机的健康。要找到既可以满足刹车要求，又可以节能省材的制动方式。

二、能耗制动的应用及原理

使用能耗制动拥有制动平稳、能耗少、冲击小以及无污染，在针对电控部分进行一次改革之后，可以确实解决使用机械式刹车所存在的问题。电机在电动状态运转时，需要停车切除主电机三相交流电的同时，在定子绕组内输入直流电源，行程一个定子内不旋转的磁场，转子在惯性的作用下继续旋转，切割恒定磁场，感应电势，从而产生转子电流。可根据左右定则来确定恒定磁场和转子电流作用产生的转子转速和转矩方向相反，是制动转矩，电机在此时将储存的重物的位能或动能吸收之后转化为电能，消耗在转子电路中，成为能耗制动。可以看出，将能耗制动在绞车的减速、停车、下放以及提升中的应用，能够弥补使用机械闸制动的不足。在提升斜面运行的提升容器通过车厂的叉道需要减速时，使用能耗制动就可以减轻机械制动闸的工作量。但是在前期，由于下滑力和能耗制动转矩相反，提升容器在两个转矩相等时处于静止，此时制动转矩为零，在下滑力的作用下继续下滑，在切割磁力线之后产生和下滑力完全相反的制动转矩，最终在斜面中达到平衡，平稳下滑。使用电器调整，就可以得到适宜的速度。

综上所述，使用能耗制动可以有效的控制绞车的制动。可以通过以下两种方法设计处切实可行的方法。

（1）在绞车中使用TKD-A型电控设备，绞车在减速停车之前投入自整角机以及磁放大器等由电子元件所组成的制动装置。使用这一装置的缺点是前期的投资大；现场安装和使用的过程中需要进行大量的调试工作；对电工维护的水平有较高的要求。在实际使用中利弊悬殊大，通常不使用这一方法。

（2）对现有的控制线路重新设计，进行改造，通过增加少量的电器元件，就可以投入使用。这一方案的初期投资、调试以及维护都有不错的效果。

通过现场大量的工作经验以及调查表明：具有手动控制器控制的速度的绞车，只要在控制器的本身和内部调整电控回路，就能够在绞车减速期间顺利的使用能耗制动。

调整转速高低以及转矩大小，有两种方法。通过调节直流励磁的电流大小，对整流变压器的串联电阻或二次测电压高低进行调整；通过转子回路接触器将转子回路电阻切除，调节转速和转矩。通常情况，通入定子的直流电流要保持在额定电流的范围内，可以两相通入，也可以绕组并联和另一组绕组穿后通入直流电。在通入电流的过程中，电流越大制动转矩越大，转子的串联电阻越大转速越高。在对转速和转矩进行调整制动时，为保证制动效果可以同时使用多种方法，绞车制动的速度应当根据司机的操作习惯为原则。

三、机械制动和能耗制动的区别

根据统计的结果可以得知，绞车的机械制动每年所需要投入的资金约为1万，而投资能耗制动装置仅需8000元，并且可以在半年内回收成本。

四、注意事项

（1）虽然在绞车上使用能耗制动拥有很大的优点，但是需要注意的是在绞车安全回路中串入超速继电器出点，防止能耗制动的原件失效，导致绞车出现事故。可以在直流回路之中串接过流继电器，通过使用流继电器的触电控制绞车的安全。

（2）绞车在投入能耗之中之后不可拆除机械工作闸，在能耗制动一切正常的情况下可以少用或者不用，减少工作闸所受的负担。

（3）要想保证绞车的安全制动，使用好制动装置，就必须加强对于电工和司机的培训，要规范工作中不正确的操作习惯，确保正常使用能耗制动，此外也要保证紧急制动闸能够正常使用。

（4）在现场进行安装时，要尽量避免控制系统的线路和变频器的输出电源的交叉，防止产生干扰，出现故障。

（5）在前级所安装的馈电开关应该使用抗干扰能力较强的开关和摘出阻容吸收装置，不可以使用遥控和电子集成的开关，防止变频器在启动的时候出现跳闸。

（6）进行正常的维修，定时对电抗器和变频器电源输出和输入接线端子进行检查，防止过热烧毁，如周围环境潮湿，要及时更换干燥剂，对于接触器和继电器接线端子也需要进行定期检查，安装轴编码器的时候要尽可能的避免损坏，保持可靠的接地，防止由于不良接地产生干扰。

参考资料：

[1]李东芳.绞车操作工[M].背景：煤炭工业出版社，2003（08）：117-119.

[2]殷作如、李建民.开滦矿区采矿技术与实践文集[M].北京：煤炭工业出版社，2009（06）：213-214.

[3]李正军、王继承.煤矿职工岗位行为规范 运输专业[M].北京：煤炭工业出版社，2009（06）：87-89.

[4]田金栋、景魁英、鲁建广.煤矿岗位作业安全风险预控[M].北京：煤炭工业出版社，2009（05）：316-317.