（魯中礦業(yè)有限公司采礦部，山東濟(jì)南市，271100）王 振

在鐵礦日常生產(chǎn)中，礦用電機車屬于最為常見又最為關(guān)鍵的運輸設(shè)備，隨著時代的不斷發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，將變頻技術(shù)應(yīng)用于礦用電機車中已十分普遍，可以將以往的電阻降壓電機車淘汰，彌補以往電機車配件材料消耗大、維修量大、電控系統(tǒng)頻繁故障、維護(hù)成本高等不足，進(jìn)而提高鐵礦企業(yè)的生產(chǎn)效率以及經(jīng)濟(jì)效益，對其應(yīng)用的策略加以分析，能夠有效達(dá)成維修便利、故障少、平穩(wěn)運行、節(jié)電率高、適應(yīng)能力強等目標(biāo)。

1 變頻技術(shù)

現(xiàn)如今，正在迅速發(fā)展電力電子技術(shù)，同樣，自動化控制技術(shù)也得到了深入研發(fā)與大力推廣，針對于電氣傳動技術(shù)而言，目前正在經(jīng)歷一場全新的改革，通過交流變頻技術(shù)對直流變頻技術(shù)取代已經(jīng)越來越廣泛。節(jié)電、高功率因數(shù)、高效率、制動性能、調(diào)速啟動是變頻技術(shù)的主要優(yōu)勢，目前存在極為廣闊的應(yīng)用范圍，并且已經(jīng)被國內(nèi)外公認(rèn)為最具發(fā)展前途的一種調(diào)速模式。變頻技術(shù)屬于交流調(diào)速的基礎(chǔ)和主要內(nèi)容[1]，交流電頻率始終是固定度，變頻技術(shù)的研發(fā)與推廣，可以促使頻率成為可充分應(yīng)用的一種資源。

變頻技術(shù)能夠展開全速度控制，操作人員通過調(diào)速手柄便能夠到達(dá)指定的位置，電機可以將需要的頻率作為依據(jù)運作，將電機工作期間的慣性大幅度減少。同時，通過調(diào)速手柄的應(yīng)用，可以對速度頻率做出調(diào)節(jié)，大幅度減少閘瓦磨損率。除此以外，還可以同最高車速設(shè)限結(jié)合，將由于慣性而造成的飛車問題減少，實現(xiàn)鐵礦日常生產(chǎn)效率的提高。

2 變頻技術(shù)在礦用電機車中應(yīng)用的重要性

在新時期背景下，牽引電機主要應(yīng)用于直流串勵電機。在開展輸送工作期間，要求電機具備多種多樣的速度，因此，必須要采取相關(guān)的措施，這便需要司機能夠控制好牽引電機的轉(zhuǎn)速。通常的情況下，最小的輕載運轉(zhuǎn)負(fù)荷最好在額定負(fù)荷的25%-30%以上。由于串勵式電機車會出現(xiàn)較大的啟動沖擊，因此，無法展開理想的軟啟動[2]。同時，需要在帶負(fù)荷的條件下切換電機車司機控制器，觸頭部位需要承載過大的沖擊電流，此時不僅會增加材料配件的消耗，同時，還會導(dǎo)致觸頭燒壞與短路問題的出現(xiàn)。在運行期間，缺乏一定的平穩(wěn)性，電機車司機無法操作，也對檢修造成不利的影響，這便造成電路保護(hù)系統(tǒng)存在危險性并且不健全。而變頻技術(shù)的深入研發(fā)與大力推廣，在鐵礦生產(chǎn)中得到了廣泛的運用，同直流電機相對比，能夠具備功率大、效率高、維護(hù)成本低等優(yōu)勢，不設(shè)電刷與換向器。因此，將變頻技術(shù)應(yīng)用于礦用電機車中，對直流電機做出取代，屬于礦用電機車的主要發(fā)展趨勢。除此以外，在礦用電機車中應(yīng)用變頻技術(shù)，還可以提高電機車的調(diào)度能力，實現(xiàn)機械磨損的減少，進(jìn)而將控制精度提高，實現(xiàn)備件投入的降低，并且將電機車的使用周期延長，符合鐵礦軌道運輸?shù)陌l(fā)展需求。

3 變頻技術(shù)在礦用電機車上的應(yīng)用

3.1 牽引電機有著較高的可靠性

由于受到絕緣下降與過流等因素的約束，極容易損壞直流電牽引電機的轉(zhuǎn)子線圈，因為轉(zhuǎn)子換向銅頭碳刷極有可能因為未及時清理轉(zhuǎn)子碳粉、受到磨損、容易損耗等因素，造成故障率的增高，而更換損壞配件的成本又較高，因此，通過三相異步變頻電機的應(yīng)用，能夠提高一定的可靠性，因為鼠籠轉(zhuǎn)子沒有轉(zhuǎn)向銅頭以及線圈，因此，能夠擁有良好的密閉性能，不會由于潮濕的環(huán)境而降低絕緣性能，進(jìn)而對裝置造成損壞的問題發(fā)生。相對比來講，無需投入過多的維修，可以降低故障的發(fā)生概率，并且大幅度減少運行的成本。

3.2 良好的性能

通過對牽引電動機的增減并列電阻以及串并聯(lián)的借助，從而運行架線直流牽引電阻電機車。在改變負(fù)載的條件下，隨之會改變直流牽引電機的轉(zhuǎn)速，在下坡運轉(zhuǎn)期間，也極有可能造成飛車出軌問題的發(fā)生。在操作期間，電機車司機瞬間的加速，極有可能損壞到牽引電機。而針對于無極類型的交流牽引變頻來講，存在均勻性優(yōu)勢，牽引電機可以將給定的頻率大小作為依據(jù)，從而做出增速或者是減速，其中，可以最低給定<0.1Hz的速度，也可以有效設(shè)計最高車速限制，哪怕是在下坡輕載的情況下，也可以減少超速飛車問題的發(fā)生[3]。雖然司機在零速啟動后瞬時增加到最高速度，但是電機車依然能夠在5s以后達(dá)到最高的速度。

3.3 電力消耗少

通過直流電機的應(yīng)用，來對電阻的電機車進(jìn)行牽引，在下坡期間，不可對牽引電網(wǎng)進(jìn)行反饋。因此，在啟動電機車以及減速制動期間，直流牽引的電機車極有可能造成能量浪費問題的發(fā)生。而針對于變頻電機車而言，可以將電機車設(shè)置為牽引電網(wǎng)饋電功能，進(jìn)而確保上坡列車所消耗的電能可以得到補償，具備極為可觀的節(jié)能效果。

3.4 電機車的維修減少

針對于機械傳動系統(tǒng)來講，存在沖擊力是直流電阻電機車的主要特性，極有可能造成齒輪的損壞，而對機械制動頻繁使用，將會對閘瓦造成嚴(yán)重磨損，這便需要時常做出更換。而交流牽引變頻電機車的應(yīng)用，能夠在變換速度、頻率改變的影響下，在大約5秒的時間以內(nèi)得到提升，如此，不會對傳動系統(tǒng)造成強烈的沖擊[4]。在運轉(zhuǎn)或者是減速停車期間，不需要再進(jìn)行機械制動，如此，可以大幅度減少閘瓦的磨損，同時，減少交流異步電機的故障問題發(fā)生，并且免去啟動電阻。

3.5 啟動運行平穩(wěn)

在礦用電機車應(yīng)用變頻技術(shù)的過程中，將平穩(wěn)運行啟動，能夠促使操作人員更具舒適感。同時，從零開始啟動電流，最大值也不會超出額定電流的1.5倍，可以將供電容量的相關(guān)要求以及對電網(wǎng)的沖擊大幅度減輕。

3.6 可操控性與安全性高

在無電區(qū)環(huán)境下運行或者是拉弓斷電的過程中，電機車的電機通過轉(zhuǎn)換動能為電能，可以確保在一定的時間內(nèi)變頻器依然可以正常運作，進(jìn)而將電機車的無電制動功以及有電制動大幅度提高安全性以及可操控性。

4 結(jié)語

綜上所述，變頻技術(shù)應(yīng)用于礦用電機車中，能夠強化電機車的牽引力，并且加大啟動轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而達(dá)成轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)的目標(biāo)，同時，可以起到電氣制動電機車的作用，減少機車磨損問題。除此以外，通過變頻技術(shù)應(yīng)用于礦用電機車，還能夠取得良好的節(jié)能效果，幾乎不需要過多維修關(guān)鍵部件，可以大幅度降低礦用電機車的維護(hù)成本，為鐵礦企業(yè)帶來巨大的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。