張魯 劉勇 孫來運

摘 ? 要：礦井機電系統(tǒng)運行一旦出現(xiàn)問題將會直接影響到工作效果，為了保證礦井設(shè)備可以穩(wěn)定、安全的運行，了解影響機電系統(tǒng)的因素，本文主要圍繞電磁環(huán)境對機電設(shè)備運行形成的干擾加以說明，分析解決電磁對機電系統(tǒng)運行造成影響的方法，研究PLC在礦井設(shè)備作業(yè)中的應(yīng)用，以及信號線等對機電設(shè)備的抗干擾機理，根據(jù)工作情況，從機電設(shè)備元件角度思考，設(shè)備軟件、硬件的優(yōu)化工作，保障井下工作環(huán)境可以照常開展。

關(guān)鍵詞：礦井 ?電磁環(huán)境 ?機電系統(tǒng) ?抗干擾 ?研究

中圖分類號：TD60 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）04（c）-0006-02

礦井井下作業(yè)工作內(nèi)容繁多，同時工作環(huán)境異常復(fù)雜，如果不能妥善處理將會影響到工作的發(fā)展情況，工作人員針對礦井下復(fù)雜的工作環(huán)境，應(yīng)該做好相應(yīng)的準備，不僅需要注意工作規(guī)范，還應(yīng)該重視設(shè)備在井下環(huán)境下的使用情況，因為井下存在電磁干擾，提升工作人員工作難度，這些問題都是作業(yè)人員需要在工作中思考的問題。在井下作業(yè)期間，需要使用提升機、變頻器等設(shè)備，但是因為電磁的干擾會設(shè)備運行情況，設(shè)備運行期間，電壓以及電流都會出現(xiàn)大浮動變化，嚴重時會導(dǎo)致設(shè)備因故障問題無法使用，影響井下作業(yè)進度。為此，必須要及時思考應(yīng)對措施，在科學(xué)技術(shù)得到極大優(yōu)化的今天，可以使用分站PLC、信號，遵循電磁干擾抑制機理，設(shè)計機電系統(tǒng)抗電磁干擾的方案，保證設(shè)備可以在井下環(huán)境正常運行。

1 ?分析礦井環(huán)境對機電系統(tǒng)的電磁干擾形式

礦井環(huán)境存在的電磁會影響到機電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，研究礦井環(huán)境對機電系統(tǒng)電磁抗干擾方案也變得異常重要，工作人員應(yīng)該重視這項工作，為了可以了解井下電磁環(huán)境對機電系統(tǒng)形成的干擾，所以會以拓撲結(jié)構(gòu)這個典型的煤礦機電系統(tǒng)，分析電磁干擾形式，井下環(huán)境非常復(fù)雜，為了確保工作能夠順利開展，需要注意很多內(nèi)容環(huán)節(jié)， 監(jiān)控主站就是為了保證日常工作順利開展增設(shè)的設(shè)備，可以提升井下作業(yè)的安全性，同時礦井環(huán)境還設(shè)有提升機變頻調(diào)速分站，這兩部分內(nèi)容大大提升了礦井作業(yè)的安全系數(shù)，礦井作業(yè)期間，很難保證不會再掘進過程中，出現(xiàn)瓦斯泄露的情況，所以設(shè)備會實時的檢測工作區(qū)域內(nèi)的危險氣體，通過檢測、采集井下氣體，了解氣體中CO、CH4的濃度含量，同時設(shè)備還會統(tǒng)計井下環(huán)境的溫度以及空氣中粉塵含量，這些都是工作中應(yīng)該重點掌握的數(shù)據(jù)情況。除此之外，為了保證工作可以順利進行，還應(yīng)該保證工作在安全的環(huán)境下進行，通風(fēng)機在這個方面有非常大的作用，通過變頻調(diào)速可以調(diào)節(jié)屋內(nèi)氣體，合理的調(diào)控井下空氣，防止出現(xiàn)瓦斯事故。

在工作中通過監(jiān)測設(shè)備還能保證每個分站施工作業(yè)可以按照工作流程，照常進行，運送人員做好物資管控工作，保證煤炭數(shù)量可以滿足工作需要。礦井使用的機電設(shè)備與其它設(shè)備不同，為了防止井下電磁對機電系統(tǒng)形成的干擾，所以在設(shè)計過程中，已經(jīng)做好抗干擾設(shè)計，噪聲即便達到幾十MHz依舊可以運行，通過設(shè)備了解其在礦井下的作業(yè)形式，已經(jīng)環(huán)境對機電系統(tǒng)影響之后，可以發(fā)現(xiàn)干擾形式大致為提升機、供配電變壓器，di/dt引起的傳導(dǎo)干擾也在工作中頻繁出現(xiàn)。除此之外還有通風(fēng)機變頻器瞬變信號、信號線間分布參數(shù)耦合也會對設(shè)備運行產(chǎn)生極大的影響，從而出現(xiàn)噪聲，這樣會影響到設(shè)備運行表現(xiàn)，需要闡明一點，井下作業(yè)環(huán)境本身就非常復(fù)雜，工作存在較大的安全隱患，為了保證工作人員的人身安全，以及工作質(zhì)量以及施工進度可以按照規(guī)定計劃正常開展，保證設(shè)備運行的穩(wěn)定、可靠，就變得異常重要。

2 ?機電系統(tǒng)抗干擾設(shè)計

2.1 分站PLC

了解煤礦機電系統(tǒng)的電磁干擾內(nèi)容之后，應(yīng)該在這個基礎(chǔ)上，設(shè)計電磁干擾方案，對分站PLC系統(tǒng)而言，電磁形成的干擾主要為I/O模塊失壓問題，PLC內(nèi)部供電回路在尖峰部位存在較強的脈沖等?；芈烦霈F(xiàn)尖峰脈沖以及I/O導(dǎo)致的過壓、失壓問題，都會嚴重的影響到PLC工作狀態(tài)，PLC工作狀態(tài)一旦出現(xiàn)問題，將會直接影響到其接受信息、輸出指令等工作的執(zhí)行情況。除此之外，工作人員研究分站PLC受干擾時，還應(yīng)該考慮到內(nèi)部供電回路尖峰其諧波在電磁作用下可能出現(xiàn)的變化。

針對分站PLC抗電磁干擾，應(yīng)該從實際出發(fā)，根據(jù)電磁干擾形式選擇靈活的選擇相對獨立的方式，設(shè)計干擾抑制方案，選擇雙絞線，并采用相對獨立電源，進行供電，這樣便能有效的降低尖峰脈沖等高次諧波對系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性形成的影響，這種方式也考慮到設(shè)備工作的環(huán)境，既切合礦井在防火、防爆等方面的要求，同時又能保證電壓可以平穩(wěn)的波動，保證工作環(huán)境的安全性。

2.2 功率變流器

功率變流器在工作期間也存在非常多的問題，功率變流器在電磁環(huán)境中，會受到外界環(huán)境的影響，導(dǎo)致di/dt、du/dt暴增，影響到系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，為了保證系統(tǒng)可以正常運行，可以采用傳導(dǎo)耦合降低電磁對功率變流器運行造成的影響。針對功率變流器中的拓撲結(jié)構(gòu)型式，更改調(diào)控策略是必須要進行的一項工作，礦井作業(yè)環(huán)境非常復(fù)雜，工作人員必須考慮周詳，但是現(xiàn)有的功率變流器電磁干擾抑制方案，需要花費大量的經(jīng)費，同時操作能力較差。

設(shè)備穩(wěn)定運行是順利作業(yè)的前提，采用PWM改進原有的功率變流器抗電磁干擾方案，經(jīng)過完善的方案具有較強的實用性，因為在功率變流器中安裝了濾波器，使得整體機構(gòu)具有較強的使用性能，因為其結(jié)構(gòu)簡單，所需成本低，而且易于操作，所以受到礦井作業(yè)人員的喜愛。

2.3 信號線

濾波器安裝在功率變流器上可以有效的提升抗磁能力，同時還對線路傳輸有不錯的輔助效果，采用感性耦合的方式，工作原理就是在屏蔽層上產(chǎn)生與之相反的感應(yīng)電流，增大屏蔽層回路電流，這樣可能降低電磁環(huán)境對信號線的影響。在工作中不僅需要關(guān)注硬件設(shè)備，還應(yīng)該重視軟件構(gòu)建，機電系統(tǒng)抗電磁的表現(xiàn)，提升系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，保證井下作業(yè)可以安全進行。

3 ?結(jié)語

綜上所述，井下環(huán)境復(fù)雜，干擾作業(yè)效果的因素較多，需要考慮到井下環(huán)境中電磁對機電系統(tǒng)形成的沖擊，展示拓撲結(jié)構(gòu)，分析拓撲結(jié)構(gòu)受到電磁干擾后出現(xiàn)的變化，并分析電磁干擾及耦合途徑，設(shè)備運行期間，為了不受井下環(huán)境影響，需要從分站PLC、功率變流器、信號線等方面思考，完善機電系統(tǒng)抗干擾設(shè)計工作，電磁影響設(shè)備運行效果，不僅僅需要優(yōu)化硬件設(shè)備，還需要了解軟件在其中起到的作用，機電設(shè)備是礦井作業(yè)中非常重要的組成成分，加大對其的研究力度，提升礦井機電系統(tǒng)的抗電磁干擾能力意義重大，可以降低變流器等設(shè)備工作產(chǎn)生的噪聲分貝，抑制系統(tǒng)間電磁干擾，使設(shè)備可以穩(wěn)定運行。

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