变频器在煤矿井下应用中存在的问题及解决措施

变频器在煤矿井下应用中存在的问题及解决措施

张琳

龙口市龙矿集团梁家煤矿山东龙口265700

摘要：变频器已经成为煤矿井下设备的必须，并且使用也变得越来越广泛，为煤矿井下作业带来了巨大提升，但对于变频器仍存在的问题，还需要进行分析和解决。

关键词：变频器；煤矿井下；问题

引言：

技术的进步，促使变频器的技术水平提升，变频器的提升，也使煤矿井下效率得到了巨大进步。但由于变频器一直在释放电磁干扰，会让井下线路作误动作，所以在实际的运用当中，变频器仍然还有很多问题需要解决。这篇文章所给出的方法，都经过时实际的检验，可以直接进行使用，能够对煤矿井下工作带来帮助。

1.现阶段仍存在的问题

1.1电磁干扰问题

1）其他设备会对变频器进行干扰当其他设备运行时，也会产生电磁辐射，电磁辐将会成为干扰信号，然变频器无法正常工作。干扰信号通过电源线或者是辐射的方式侵入变频器，对变频器产生影响，变频器的控制回路会因此发生误动作，从而引发工作不正常，严重时，会导致机器停机，并损坏其他的变频器。2）变频器对其他设备产生干扰在工作时，变频器会进行大量的变频、整流操作，电路变化会引发周围的磁场变化，最终产生电磁波。产生的电磁波频率很高，因为变频器工作在很高的频度下。这些高频电磁波，会对变频器周围的仪表进行干扰，致使仪表工作不正常，并且，还会再产生高次谐波，通过供电回路，高次谐波将影响其他设备的正常工作。

1.2欠压停机

对井下进行供电时，井下的大型设备一般公用一条高压线路。当功率较大的大型设备直接起动，会让电流增大，从而使得整个供电网络的电压出现下降，变频器会在这种时候无法正常工作，发生停机，这就是欠压故障。

2.对问题进行解决的总体方式

2.1对电网污染的消除措施

变频器会产生谐波，谐波会对整个电网造成污染，为了确保电路可以正常运行，可以通过移向绕组法，并且通过整流器变压，来对谐波所产生的危害进行降低和消除。这种方法的工作原理是：利用高压变频器与电网相连一侧通常会安装的整流变压器，使用二次侧向位移法，消除输入到电网中的谐波。使用PWM法，也可以消除电网污染：这是一种广泛使用在中小功率中的技术，在变频器的整流环节和逆变环节中，用相同的控制电路和电路，将可控器件加入整流回路，从而可以对变频器的整流侧进行PWM控制，PWM技术可以改变输出的波形，让输出的波形始终是正弦波，以此将谐波的影响进行消除。

2.2抗电磁干扰

首先，进行空间上的隔离。所谓空间隔离法，就是字面上的意思，通过在空间上对容易缠上干扰的设备进行隔离，即使电磁干扰源产生了干扰信号，也会因为传输过程中的隔离而降低，其他设备受到的干扰会减小。空间隔离法是一种有效并且成本比较低的抗干扰方式，但这种方式也并不是完美的。空间是否足够，决定着空间隔离是否可以实施，对于空间比较狭小的工作场地而言，采用这种方法，并不能对干扰进行有效的隔离。所以，要根据合矿井下的空间资源情况，尽可能对设备进行精心的布置和安排，把不易受到变频器干扰的设备，比如动力配电柜，放在设备们的中间，将容易成为干扰源和容易受到干扰的设备分开防止；其次，对干扰进行屏蔽。金属壳可以对电磁波进行评比，也可以用金属壳来屏蔽变频器。使用的方式是，将变频器封闭在金属壳里，同时将金属壳接地，进而达到控制变频器对外部的辐射量这一目的，从而避免了对电子线路和其他的设备所产生的电磁干扰。在实际的操作工程中，变频器中有大量的微处理器，这些微处理器，经常会干扰变频器的其他组件，引发变频器的工作错误，让整个线路无法正常工作。可以在电缆线路中安装屏蔽线或者屏蔽层，从而加强对整个电缆线路的控制；连接线路时，要注意保证电路公共端连接上变频器的一侧，并防止公共端与变频器接地端出现直接相连，也不能直接接地，并保证屏蔽层另一端悬空；最后，用滤波器减少电缆的干扰。屏蔽电缆可以屏蔽变频器所产生的噪声，降低变频器对其他设备的干扰。电缆线路中，将屏蔽电缆完全地应用到动力线和控制线当中，进行布线时，条件允许的情况下，要优先使用品行布线；保持电缆的间距足够，从而用距离减小线路之间的电磁干扰，线路之间的距离要在200毫米以上，如果空间不够，距离小于200毫米，则必须放置挡板，来对干扰进行屏蔽[1]。

3.变频器在煤矿井下存在问题的具体解决方法

3.1减少其他设备对变频器的干扰

1）在变频器的输入一侧，安装电感和电容，即设置一个LC滤波网络，过滤对变频器的干扰。2）尽量使用单独变压器，对变频器的电路进行单独变压。3）在连接线较长的情况下，并且使用了外部开关控制端子控制电缆路，必须用屏蔽电缆。若控制线路和主回路电源都在地沟中埋设，此时不仅要用屏蔽电缆对控制线进行布置，还需要对主电路进行钢管屏蔽穿线处理，以削弱线路接线彼此产生的变频干扰，减少误动作的产生。4）如果使用外部模拟量控制端子控制电路，并且变频器在一米以内连接了线路，那么除了需要在连接线路时使用屏蔽电缆，还需要让变频器的一侧接地；线路比较长、现场干扰严重时，需要把DC/DC隔离模块在变频器一侧加装。

3.2欠压停机问题的解决方法

2）对于解决欠压停机问题，可以把大型设备分别接在不同的线路上，而不是采用一条高压线路对所有大型设备进行电力输送，这样可以降低高下线路上大功率设备起动时所产生的压降。2）现在的井下大型机械，在起动时很多都是直接起动，可以采用软起动控制方式，保证整个电网负载的平滑启动，降低在起动时产生电流对整个电网的影响。3）用单独的变压器对采用了变频器的设备进行供电，而不是与其他设备公用变压器。这样做可以让变频器对总线的干扰降低，其他设备的供电受变频器的干扰。4）如果使用外部模拟量控制端子控制电路，并且变频器在一米以内连接了线路，那么除了需要在连接线路时使用屏蔽电缆，还需要让变频器的一侧接地；线路比较长、现场干扰严重时，需要把DC/DC隔离模块在变频器一侧加装[2]。

3.3电抗器发热问题

1）电抗器不能与变频器放置在同一个箱体之中，必须把电抗器进行单独的放置，否则，电抗器的热耗散，会让变频器箱体内部的温度升高，高温导致变频器的使用寿命降低，严重时会因为温度过高损坏变频器。2）在通风良好的地方，对电抗器进行安装，保证电抗器能够正常降温。3）通过加装散热板，使电抗器的贴心与电抗器的防爆外壳相连，对电抗器外壳散热片进行加大。

结论：

简而言之，变频器技术经过不断发展，已经拥有了越来越优良的性能，煤矿井下苛刻的条件，也能自如的应对，并且得到了广泛的使用。变频器对煤矿生产效率有很好的提升作用，对井下一些设备比如下运皮带和绞车都带来了技术上的革新，使得这些设备拥有了更好的性能并且更加可靠。但是，变频器仍然不是完美的，仍伴随着一些问题，本文就是对变频器仍存在的问题进行简要分析，并提出了一些改良的方案[3]。

参考文献：

[1]任伟，孙洪雨.变频器在电力系统工程应用中存在的干扰问题及解决方法[J].电源世界，2018（1）.

[2]杜文蛟.通用变频器应用中的谐波问题及其应对措施[J].农业科技与装备，2018（7）.

[3]徐长安，高广亮，卜向峰.变频器在煤矿井下应用中存在的问题及解决措施[J].河北能源职业技术学院学报，2017（4）.