芻議煤礦機(jī)電中變頻控制技術(shù)的應(yīng)用

尹小虎

(神東煤炭集團(tuán)榆家梁煤礦,陜西神木 719300)

芻議煤礦機(jī)電中變頻控制技術(shù)的應(yīng)用

尹小虎

(神東煤炭集團(tuán)榆家梁煤礦,陜西神木 719300)

在微電子技術(shù)飛速發(fā)展的帶動(dòng)下,變頻控制技術(shù)得到了日益廣泛的應(yīng)用,在多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域都取得了相當(dāng)?shù)某晒?尤其是在煤礦機(jī)電中,變頻控制技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高機(jī)電設(shè)備的生產(chǎn)效率以及運(yùn)行的安全性。本文結(jié)合變頻控制技術(shù)的特點(diǎn),對(duì)其在煤礦機(jī)電中的應(yīng)用情況進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

煤礦機(jī)電 變頻控制技術(shù) 應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)社會(huì)對(duì)于能源和資源的需求不斷增長(zhǎng)，能源問(wèn)題成為社會(huì)各界關(guān)注的重點(diǎn)。煤炭資源作為我國(guó)應(yīng)用最為廣泛的基礎(chǔ)資源，在社會(huì)發(fā)展中的作用是不可替代的，因此，做好煤炭的開(kāi)采工作，確保煤礦生產(chǎn)安全，是十分重要的。在煤礦機(jī)電中應(yīng)用變頻控制技術(shù)，可以有效提高煤礦生產(chǎn)的安全性和可靠性，提升煤礦企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。需要相關(guān)管理人員的充分重視。

1 變頻控制技術(shù)概述

變頻控制技術(shù)，實(shí)際是一種機(jī)電一體、強(qiáng)弱電混合的綜合性技術(shù)，是對(duì)電傳動(dòng)技術(shù)、微電子技術(shù)以及電力電子技術(shù)的綜合應(yīng)用。變頻控制技術(shù)的實(shí)質(zhì)，主要是通過(guò)電力半導(dǎo)體器件的通斷作用，將工頻電源轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪活l率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的控制。變頻控制技術(shù)的最佳體現(xiàn)就是變頻器，這是一種應(yīng)用變頻技術(shù)和微電子技術(shù)，通過(guò)對(duì)電機(jī)工作電源頻率進(jìn)行改變，實(shí)現(xiàn)控制交流電動(dòng)機(jī)的一種電力控制設(shè)備，主要包括整流、濾波、逆變、制動(dòng)單元、檢測(cè)單元等組成。

2 煤礦機(jī)電中變頻控制技術(shù)的應(yīng)用

在煤礦機(jī)電中應(yīng)用變頻控制技術(shù)，是非常重要的。從當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展情況看，工業(yè)化社會(huì)的實(shí)現(xiàn)，使得社會(huì)對(duì)于能源的需求量急劇增長(zhǎng)，作為基礎(chǔ)性資源的煤炭在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著不可替代的作用。在這種情況下，煤礦資源出現(xiàn)了過(guò)量開(kāi)采的現(xiàn)象，煤礦企業(yè)之間的相互競(jìng)爭(zhēng)也變得愈發(fā)激烈。對(duì)于企業(yè)而言，能否在保證煤炭產(chǎn)量的同時(shí)，進(jìn)一步提高機(jī)械設(shè)備的使用效率，減少資源的消耗和污染物的排放，是決定企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵所在。在煤礦機(jī)電中應(yīng)用變頻控制技術(shù)，可以有效提高機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率，不僅能夠降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，而且可以實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的節(jié)能減排，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，進(jìn)而提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

這里主要針對(duì)變頻控制技術(shù)在幾種常見(jiàn)煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析和探討。

2.1 通風(fēng)設(shè)備

由于煤礦的開(kāi)采多是在地下進(jìn)行，因此，通風(fēng)機(jī)作為煤礦井下通風(fēng)和除塵系統(tǒng)的重要設(shè)備，對(duì)于煤礦生產(chǎn)的安全有著不容忽視的作用，直接關(guān)系著井下工作人員的人身安全。最近幾年，隨著市場(chǎng)對(duì)于煤炭需求的不斷增加，煤礦的開(kāi)采量不斷擴(kuò)大，對(duì)于通風(fēng)機(jī)也提出了更高的要求。在通風(fēng)機(jī)設(shè)備中應(yīng)用變頻控制技術(shù)，可以根據(jù)井下的實(shí)際情況，對(duì)通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而在滿(mǎn)足氧氣輸送和通風(fēng)需求的同時(shí)，通過(guò)軟啟動(dòng)的形式，避免啟動(dòng)電流過(guò)大的情況，減少了對(duì)于電網(wǎng)設(shè)備的沖擊，從而減低了風(fēng)險(xiǎn)和事故發(fā)生的概率。同時(shí)，通過(guò)合理的變頻控制，可以節(jié)約大量的電費(fèi)，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

2.2 電控絞車(chē)系統(tǒng)

通常來(lái)講，電絞車(chē)控制系統(tǒng)普遍采用交流繞線(xiàn)式電機(jī)串電阻調(diào)速系統(tǒng)，電阻的投切利用繼電器—交流接觸器進(jìn)行控制。但是在實(shí)際應(yīng)用中，這種控制系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，交流接觸器主觸頭極易發(fā)生氧化，進(jìn)而引發(fā)設(shè)備故障，而且同時(shí)，對(duì)絞車(chē)速度的控制性能相對(duì)較差，容易引發(fā)各種問(wèn)題。而變頻調(diào)控技術(shù)在電控絞車(chē)系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以將電壓波動(dòng)控制在-15%～+10%之間，頻率波動(dòng)允許范圍為±2.5%，輸入電源則定位660V、50Hz，輸出功率為200kW、頻率為0～50Hz并具有連續(xù)的可調(diào)性。因此，不僅可以在一定程度上增加電控絞車(chē)系統(tǒng)的過(guò)載能力，使其額定負(fù)載在-120% ～+120% 區(qū)間內(nèi)，充分滿(mǎn)足設(shè)備的運(yùn)行要求，同時(shí)也可以提升自動(dòng)轉(zhuǎn)矩的低頻運(yùn)轉(zhuǎn)能力，確保了其自身的額定轉(zhuǎn)矩，也增加了對(duì)元件過(guò)熱與欠壓等的保護(hù)。

2.3 皮帶機(jī)

皮帶機(jī)與提升機(jī)的功能相似，都是煤礦生產(chǎn)中重要的輸送設(shè)備，不過(guò)與提升機(jī)的垂直運(yùn)輸不同，皮帶機(jī)多是在井下作業(yè)，可以實(shí)現(xiàn)水平或傾斜運(yùn)輸，是機(jī)械化采煤的重要組成部分。從皮帶機(jī)的運(yùn)輸原理分析，可以發(fā)現(xiàn)，該設(shè)備主要是通過(guò)液力耦合器，實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的切換，然后依靠摩擦力帶動(dòng)皮帶的運(yùn)動(dòng)，并利用摩擦力和張力變形，帶動(dòng)皮帶上物體的同步運(yùn)動(dòng)。這種相對(duì)特殊的運(yùn)輸原理，決定了皮帶機(jī)更適合采用軟啟動(dòng)的方式。但是根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析，雖然目前軟啟動(dòng)已經(jīng)在皮帶機(jī)中得到了廣泛的應(yīng)用，但是在實(shí)際啟動(dòng)過(guò)程中，皮帶機(jī)的電機(jī)仍然會(huì)產(chǎn)生較大的電流，引起電網(wǎng)電壓的劇烈波動(dòng)，不僅會(huì)影響其他電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行安全，而且很容易造成皮帶機(jī)內(nèi)部機(jī)械的發(fā)熱和沖擊問(wèn)題，引發(fā)相應(yīng)的設(shè)備故障。在皮帶機(jī)中應(yīng)用變頻控制技術(shù)，可以有效解決上述問(wèn)題，使得皮帶機(jī)的啟動(dòng)和停止都可以嚴(yán)格按照設(shè)定好的曲線(xiàn)運(yùn)行，在運(yùn)行過(guò)程中也可以根據(jù)實(shí)際情況，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)差調(diào)節(jié)以及功率平衡調(diào)節(jié)，使得皮帶機(jī)的運(yùn)行更加穩(wěn)定、更加可靠、更加安全。

2.4 電控保護(hù)系統(tǒng)

電控系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中的作用同樣是不容忽視的，直接影響著煤礦的生產(chǎn)安全。在電控保護(hù)系統(tǒng)中應(yīng)用變頻控制技術(shù)，結(jié)合相應(yīng)的PLC技術(shù)，可以有效提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，使得系統(tǒng)具有相應(yīng)的保護(hù)試驗(yàn)功能，確保系統(tǒng)的運(yùn)行安全。例如，系統(tǒng)中的控制回路與聲光信號(hào)，具備相應(yīng)的閉鎖功能，在接收到指令信號(hào)之前，設(shè)備是無(wú)法啟動(dòng)的；深度指示裝置可以將礦車(chē)所處的深度位置以數(shù)字的形式直觀地顯示出來(lái)，使得工作人員可以明確自身所處的具體位置，而且即使深度指示失效，系統(tǒng)還可以自動(dòng)完成斷電、停車(chē)等功能，有效避免了安全事故的發(fā)生。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用變頻控制技術(shù)，不僅能夠進(jìn)一步提高設(shè)備的生產(chǎn)和加工效率，而且可以減少設(shè)備在使用過(guò)程中造成的能源浪費(fèi)情況，降低煤礦企業(yè)的生產(chǎn)成本，更可以對(duì)煤礦的生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行改進(jìn)，改變傳統(tǒng)的機(jī)械作業(yè)手法，提高煤礦企業(yè)的整體生產(chǎn)水平。因此，對(duì)于煤礦管理人員而言，應(yīng)該充分重視起來(lái)，加強(qiáng)變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電中的應(yīng)用，推動(dòng)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]周明.變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用[J].河南科技,2012,(8):77.

[2]候海軍.淺談煤礦機(jī)電設(shè)備的變頻控制技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程,2013,(24):256.

[3]何新建.變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電中的應(yīng)用研究[J].河南科技,2013,(7):111-112.

[4]王端煥.淺談煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻技術(shù)的應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2012,(27):51-53.