關于礦山機電設備變頻控制的技術研究

【摘 要】礦產行業是國家經濟的重要組成部分，在對礦山進行開采的時候，機電設備的損耗率非常大，如果不做好相應的保護措施就無法達到環境保護、可持續發展的目標。所以我們要不斷的將最新的技術應用到礦山機電設備的保護中，力求達到礦產企業的可持續發展。

【關鍵詞】礦山；變頻控制；設備

在我國經濟飛速發展的同時，科學技術也隨之進步，變頻控制技術是科學技術發展和創新的結果，在礦山機電設備中應用廣泛，也取得了非常好的使用效果，變頻技術已經逐漸成為了礦山開采中最重要的技術之一。現階段礦山機電設備變頻控制技術發展前景十分廣泛，并且有巨大的發展潛力，在未來的發展過程中會逐漸成為主流。

1.變頻技術的原理和發展前景的研究

1.1變頻控制技術的發展

隨著科學技術的不斷進步，電子信息技術領域的發展也逐漸成熟，給變頻控制技術的發展提供了更加廣闊的空間，讓變頻技術可以取得更加突破性的進展，同時也可以帶來非常可觀的經濟效益。智能控制模塊在自動化以及機電設備控制技術中起到了非常重要的輔助作用，它在變頻控制技術中也具有非常重要的地位。它讓變頻控制技術的集成化水平大大提高，讓變頻控制的方式和控制能力得到了更為深入的擴展，同時也讓變頻技術的應用水平和綜合化水平得到了更加廣闊的提升。正是因為變頻控制技術有這些優點，所以對于節能減排具有非常重要的作用，可以實現對機電設備的控制以及電機轉速的調控。

1.2變頻控制技術的主要技術原理

礦山機電設備變頻控制技術是一項綜合性技術科學，它包含了電子信息技術、計算機技術、電氣自動化技術等各種信息化技術領域的諸多內容。經過長時間對變頻控制技術的研究和發現，它的主要工作原理主要有以下幾個方面：第一，工頻電流信號會通過半導體原件，然后轉換為其他的頻率。其次被轉換的工頻交流電會轉化為直流電。最后是利用逆變器來控制電流和電壓，讓機電設備在使用過程中處于自動變速的狀態。在礦山機電設備的工作中為了能夠更好的控制機電設備轉速，我們必須使用變頻控制技術來減少設備在使用過程中的消耗，自動化的設備可以大大提高工作效率，讓操作更加方便。

現階段是一個資源緊缺的時代，節能已經逐漸成為了社會發展的一個重要目標，我們通過變頻技術來對礦山的機電設備進行控制可以極大的提高設備的自動化程度。通過變頻管理，最終形成了一個計算機系統、集成電路以及數字信號處理器為一體的變頻控制系統，極大的提高了變頻器的使用范圍，讓變頻控制設備具有通信和識別功能，讓變頻器的工作職能以及使用的范圍又得到了巨大的提高。[1]

2.礦山開采過程中所使用到的變頻技術研究

隨著我國經濟和技術的快速發展，工程生產不論是從類型還是從規模上來看，都得到了非常大的提升。但是能源和經濟發展之間，仍處于供不應求的局面。因此我們需要將新技術融入到礦山開采工作中去，以此來改善現階段不合理開采，或者開采浪費的局面，促進礦產資源的合理應用。

隨著礦山企業的不斷增多，行業之間的競爭也更加激烈，礦產企業要想在競爭中取得優勢，能否可持續發展，就需要看開采機械設備的利用率有多大。礦產企業應當以開采過程中最少的資源浪費率作為開采的主要目標，將機電設備變頻控制技術應用到實際工作中，就可以有效的提高工作效率，減少機械設備的損壞，實現節能減排、保護資源和環境、提高企業經濟效益、保證企業可持續發展的重要目標。此外，變頻控制技術在礦山生產中的應用對于它在其他領域中的發展起到了推動性的作用。

3.礦山機電設備變頻控制技術研究

3.1變頻技術在皮帶機中的使用

皮帶機的功率較提升機來說更大，它是通過繞線電機經轉子繞組降壓啟動后工頻巡行，然后通過液力耦合器切換到皮帶機，它的工作原理是通過驅動輪轂，然后通過摩擦力來牽動皮帶運行。[2]皮帶是通過自身的張力和變形，在摩擦力的作用下在滾軸上進行運動。其中轉子串接電阻可以通過改變轉矩或者減壓空載啟動的方式，避免發生啟動時電流過大，產生電壓波動，電機內部激烈沖擊造成電機過熱等現象。啟動時間短有可能會造成皮帶的斷裂和老化，所以要求皮帶具有足夠大的韌性。液力耦合器在運轉過程中會使機器內部的油溫增高，對于磨損部件的磨損程度大大增加。這樣給維護工作帶來了技術性難題，同時也大大增加了維護的成本，對環境造成污染。通過使用變頻技術來實現皮帶的傳輸機軟啟動和軟停止，這種運行模式能讓皮帶機工作更加穩定，讓其性能平穩的發揮出來。通過改造以后，系統可以按照負載的具體情況，來調整機器的力矩和輸出頻率，改變了機器傳統的工頻恒速運行方式，在一定程度上減少了電能的消耗。系統功率因數在使用過程中會達到90%以上，可以極大的提高工作效率。高壓變頻器使用皮帶機能量回饋的方式，可以進一步節省資源的浪費，同時也可以減少其他資源的使用，減少維護的成本，有效的節約資金，達到環境保護可持續發展的目的。

3.2變頻控制技術在通風機中的使用

在礦山開采工作中，通風機是一個必不可少的重要設備。作為礦井的主要通風設施，在礦井開采和挖掘過程中會長時間不間斷的運轉，一般被稱之為礦井的呼吸系統。隨著工作的不斷深入，礦井下的風壓力也隨之增大，通風機需要增加功率來解決風壓的問題，所以通風機的功率調控就成為了礦井開采中的重要部分。在礦山通風機的使用過程中采用變頻調速技術以后，可以按照風量的需求來進行速度調整，避免不必要的電能損失，應用的效果也十分明顯。因為通風機使用變頻技術進行調整以后可以實現軟啟動模式，防止在啟動時電流突然對設備進行沖擊，對電網造成損壞，同時還可以隨意控制通風機的啟動和停止。[3]

3.3變頻控制技術在采礦設備中的應用

采礦設備的功率較大，所以采礦設備變頻調速的系統已經從一對多的控制模式逐漸轉變成為一對一的控制模式。我國將交流變頻調速技術在采礦行業投入使用，已經自主開發出能量回饋四象限運行交流變頻調速技術，已經成為了這一領域中的領頭羊。國內采用的一般是220KW的運行功率以及380V的變頻調節電壓，這樣可以在設定的轉速情況下，達到固定轉矩調節的目標，如果超出額定轉速，就會在固定功率調速和變頻器之間的從屬控制以及轉矩平衡控制之間尋求平衡點。我們在實際工作中可以發現，國產的四象限變頻器調速電牽引采礦的優點在于可以進行傾角比較大的采礦工作，也可以實現制動力矩的大幅度變動。同時還可以保證牽引速度的穩定，避免下滑跑車的狀況發生，讓操作變得更加簡便，使其能夠適應更加復雜的工作環境。

4.總結

隨著我國經濟的不斷發展，技術的不斷進步，礦山開采行業之間的競爭也一定會越發激烈，給企業帶來許多挑戰。所以使用變頻控制技術對機電設備進行有效的調整和控制可以提高機電設備的安全性和可靠性。實現節能減排、保護環境的目標，對于企業在同行業競爭中取得優勢具有非常重要的意義。 [科]

【參考文獻】

[1]周明.變頻控制技術在煤礦機電設備中的應用[J].河南科技，2012（16）：88-90.

[2]馬國慶.變頻控制技術在煤礦機電設備中的應用[J].中國高新技術企業，2014（05）：25.

[3]楊力千.變頻控制技術在型煤輥壓成型機中的應用[J].電工技術，2013（05）：66-70.