論煤炭機電領域變頻調速技術應用

■謝振華

（婁底市煤炭局 湖南婁底 417000）

論煤炭機電領域變頻調速技術應用

■謝振華

（婁底市煤炭局 湖南婁底 417000）

電子技術的發展對煤炭機電領域有著重要的影響。變頻調速是目前煤炭機電領域的主要創舉，但是由于煤炭工業的工作環境特殊，就很大程度上的限制了變頻調速技術的應用。本文通過對煤炭機電領域工作設備的提升以及礦井風機變頻調速技術的應用進行分析，重點為改善我國煤炭機電領域變頻調速技術的應用。

煤炭機電變頻調速礦用設備

0 引言

變頻調速有著很多的高端特點，非常適合在煤炭事業中推廣和發展，對我國煤炭事業的發展有著很重要的意義。目前，我國在煤炭機電領域所運用的變頻調速技術在礦井工作中有很重要的意義，根據在通風機、提升機、空壓機和排水泵的工作原理進行變頻調速技術的改造，對礦井工作的發展有著功不可沒的作用。變頻調速技術因為其低耗能高效率以及安全系數高等等優勢，為煤炭事業的發展節約成本，降低資源使用量，使煤炭事業發展進一步得到改善和提高。

1 變頻調速技術的介紹

1.1 變頻調速技術的原理

變頻調速技術就是根據電機的運轉速度和工作用電的正常電源的頻率成正比的原理進行工作的，通過實驗數據得知，供電率在0-50Hz之間時，電機的轉速調節范圍最寬，所以，電機在穩定的轉速情況下，可以利用改變交流電源的方法來改變機械子的轉速，也就說，變頻調速就是改變電機的供電頻率使之更快或者更慢。根據實際工作的需求量自動調節來使設備的速度進行調節，達到高效率低耗能的目的。

1.2 變頻調速技術的優點

變頻調速技術的主要優點就是它符合國家的政策，符合可持續發展方針的要求。在設備的使用中，變頻調速的主要優勢就是，第一，變頻調速技術可以使測量監控工作在安全的前提下變得非常輕松，還因為其性能的穩定，在工作時能夠減少電能的浪費和噪音的污染，對工作人員的身體健康有著重要的影響。第二，有變頻調速技術的裝備在運行時，能夠快速的借助電機運行參數和矢量使內部額定電流的波動效果穩定，達到最佳的工作狀態，能夠智能的讓電機在工作時將頻率穩定提升到煤炭開采工作需要的最優轉速，使煤炭開采工作能夠快速的進行并且達到減少無功消耗的作用。第三，變頻調速技術能夠非常平穩的完成制動程序，改善了之前的電機設備，減少了人工對機器的監控，減少了電機因為電流的原因影響轉速造成電機燒毀的現象，并且遏止了老設備因為經常處理通電開關等元件的維修在電流的影響下造成的安全隱患問題，大大的提高了和保障了工作人員的安全。

2 煤炭機電領域變頻調速技術的應用

2.1 在礦井通風機中的應用

礦井通風機的設計的標準就是考慮用風量的最大化。通風機設計的額定通風量一般都會超出礦井通風的實際用風量，一般情況下都會采取用自然防風或者是人工阻力的方法對超出的部分進行限流，但是這樣就大大的浪費用電量還消耗人工力。采用變頻調速技術進行改進后的旋式軸流局扇就很好的解決了這個問題。如圖一所示：圖中的虛框表示的是礦用隔爆變頻調速裝置，K1，K2為QBZ-80礦用隔爆型真空電磁起動器，M1，M2為2BKJ-Ⅱ2.2系列對旋隔爆型軸流式局部通風機的Ⅰ，Ⅱ級電動機，它有手動和自動兩種兩種控制模式。一般情況下，在自動控制的情況下，Q1，Q2閉合，這個時候主要是對通風機獲取外部的控制信息來設定風機的參數，以控制上位風機的開關信號。然后是K3關上，輸出F1的信號，通常這個時候電動機M1就完成了了最小轉速的設定，就會對煤炭工作的效率大大提高。一旦出現轉速或者超過工作頻率的情況，變頻調速器控制就會自動的斷開K3，閉合K1，電動機M1也就能夠在額定的轉速下繼續工作。如果要加大風量，就可以利用變頻調速器控制K4使之閉合，再啟動Ⅱ級電動機中M2，M2的轉向與M1是相反的，但是它也是由最小的轉速開始變動直到調節出工作需要的風量。

圖1 旋式軸流局扇變頻調速主回路原理圖

2.2 在礦井提升機中的應用

礦井中的提升機是礦井向外界輸送物資的管道，高效率的安全方式就會節省不少的時間和精力。我國大部分的提升機采用的都是傳統的直流傳動系統和直流電動機模式，但是這兩種系統的局限性很大，并且工作效率都很低，危險系數還大，受到礦井工作人員的排斥。隨著變頻調速技術在煤炭機電領域的應用，部分礦井已經采用了變頻調速技術，實現了軟啟動軟停車，就增加了在運行過程中的平穩性，較少了對機械的沖擊力；而且能夠在低壓或者是突然斷電的情況下啟動保護功能，保證機器的使用壽命；同時還有節約用電量的優點，能夠在變頻調速下對機器的控制非常平穩，減少對機器的撞擊力。

2.3 在礦井空壓機中的應用

空壓機就是空氣壓縮機，是一種非常耗電的機器設備，一般情況下的工作量用電就會消耗整個礦區用電量的十分之一左右，隨著煤炭機電領域的不斷發展，礦井的深度也不斷加深，空壓機消耗的電能就十分的巨大。為了節約電能，很多礦業引進了變頻調速的節能改造方法，就是對空氣壓縮機的驅動動力進行變頻調速輪的改變，利用這種技術來控制空壓機的運作方式，對空壓機的空壓系統進行改造，使空壓機存在恒壓變頻調速系統和微機控制參數監測管理系統這兩個系統，能夠有效的避免壓縮機啟動和暫停過程中對設備和電網的影響，增加對設備的保護。

2.4 在礦井排水泵中的應用

我國是個水資源非常豐富的國家，地下礦井工作中需要有大量的水排出，礦井中水的排出量也會存在氣候季節原因的影響，所以礦井中排水泵就要根據這些因素進行調節，耗時耗力。隨著變頻調速技術的深入，通過變頻調速器來控制排水泵的工作就很大程度上的減輕了礦井工作排水的問題。就是利用變頻調速器的工作原理，根據礦井的實際情況來設定電動機的運行頻率，排出礦井需要排的水，減少能源的浪費。

3 結語

煤炭工業的發展應該遵循的是可持續化的發展道路，重點要從節能方便著手進行改造，變頻調速技術在這方面對煤炭機電領域有著不小的貢獻，這項技術在煤炭機電領域的運用也越來越廣泛。隨著電子科技產業的不斷發展和煤炭機電領域的不斷拓展，要大力發展變頻調速技術在煤炭機電領域的發展，為我國的煤炭事業創下新的起點；要研究出更多的具有變頻調速技術的設施設備，為煤炭機電工業做貢獻，并且能夠帶動其他工業的發展，減少國家的能源和資源消耗程度，真正為國家帶來福音。

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[2]馬飛仙，溫濟霞.論煤炭機電領域變頻調速技術應用 [J].黑龍江科技信息.2014 (33):167

[3]席學敏.煤炭機電領域變頻調速技術的應用研究 [J].企業家天地.2013(11)：92-93.

X752[文獻碼]B

1000-405X（2015）-10-360-2

吳波，畢業于中國礦業大學（北京）11屆地質工程。