浅谈四象限变频器在采煤机中的應用

摘要：当前煤矿资源是我国能源消耗的主要构成部分之一，由于煤矿资源处

于地下并且坡度通常较大，因此开采较为困难给采煤机的作业造成了困难。

当采煤机处于坡度较大的开采环境中在爬坡时，需要能够使采煤机平稳上行的

牵引力而朝下行走的过程中，叒需要制动力避免采煤机受到自身重力的影响向

下滑而要想保证采煤机的正常开采作业，变频器四象限在采煤机中的运用成为

关键词：變频器；四象限；采煤机；能量回馈

采煤机在大坡度煤层时的受力情况

采煤机在大坡度煤层向下作业时考虑空载下行时采煤机所需要的電机制动

力最大，此时采煤机的受力情况如图

根据功率与力与速度的关系有

采煤机下行时所需要的制动力；

采煤机下行时产生的滑动

采煤机下行时所产生的摩擦力；

变频器所提供的制动功率；

采煤机下行时的最大速度；

四象限变频器应用的优势

在进行煤矿开采中，四象限變频器的运用之所以可以保证采煤机的正常作业

是因为其有着极大的作用和优势，具体而言体现在以下几个方面：首先机身倾

角检测。四象限变频器自身系统可直接对采煤机俯仰倾角与工作面进行检测且

因倾角传感器被设置于模拟量模块中，这样采煤机运行时倾角信息可被直接显示

出来是采煤作业开展的重要数据基础。其次四象限变频器在大倾角工作面的

优势体现。采煤机四象限变频器中系统將相应的防滑制动、能量再生等系统设

置其中，可解决传统采煤机局限在坡度平缓煤层作业问题即使在大倾角工作面

仍可完成采煤工作。从大倾角工作面作业情况看牵引电机将以两种形态运行

发电状态、电动状态，其中一、三象限为电动状态，二、四象限为发电状态

以发电状态为例，牵引电机制动运行中会将能量向变频器中输送在此基础上由

能量再生单元对能量进行控制，使其回馈电网在这个過程中，采煤机在制动时

通过变频器回收能量实现了采煤机节能运行的效果。除此之外四象限变频器

应用中也赋予采煤机更多可控功能，比如对牵引电机的运行象限、转矩、运行

速度控制，使采煤机适应各种不同的环境、工艺、工况

四象限交流变频器制动方式

四象限交流变频器在实际应用中以回馈单元为核心，回馈单元也是再生单元

可以把电动机制动再生电能反馈到电网中，使得变频调速系统处於再生制动状态

形成能源的循环利用，节省能源消耗的同时还增加采煤机制动转矩，为采煤机

运行提供重要的动力支撑在采煤机下荇过程中，牵引电动机转矩方向若与牵引

方向相同则采煤机在第三象限运行，当采煤机牵引速度超出原定速度则采煤