現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中變頻技術(shù)的應(yīng)用研究

呂曉偉

摘 要：變頻技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)行業(yè)廣泛應(yīng)用，特別是為煤礦機(jī)電工程的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。通過(guò)變頻技術(shù)實(shí)際應(yīng)用可知，使用變頻技術(shù)不僅可以提高機(jī)電設(shè)備的工作效率，還能達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。文章對(duì)變頻技術(shù)的工作原理進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述，重點(diǎn)闡述了變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電工程中的應(yīng)用情況，對(duì)變頻技術(shù)的發(fā)展給予了展望。

關(guān)鍵詞：煤礦；機(jī)電工程；變頻技術(shù)

近幾年，煤礦機(jī)電設(shè)備技術(shù)水平不斷提高，其中，多數(shù)煤礦企業(yè)在生產(chǎn)的過(guò)程中使用變頻技術(shù)，目的是減少機(jī)電設(shè)備的耗能，也能減少企業(yè)的成本支出，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，文章對(duì)現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中變頻技術(shù)的應(yīng)用研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用的理論概述

1.1 變頻技術(shù)工作原理

為了滿(mǎn)足機(jī)電設(shè)備的動(dòng)力需求，在煤礦機(jī)電設(shè)備的動(dòng)力設(shè)計(jì)中采用變頻技術(shù)，能夠滿(mǎn)足機(jī)器設(shè)備正常工作需要的動(dòng)力，同時(shí)還能減少能源，使機(jī)器設(shè)備不用在滿(mǎn)載負(fù)荷的情況下進(jìn)行工作，從而減少機(jī)電設(shè)備產(chǎn)生多余的力矩。變頻技術(shù)是一項(xiàng)結(jié)合了強(qiáng)弱電與機(jī)械設(shè)備的綜合技術(shù)，主要包括了點(diǎn)擊傳動(dòng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和電力電子技術(shù)。變頻技術(shù)的基本原理就是通過(guò)半導(dǎo)體元件將工頻電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為其他頻率，再將轉(zhuǎn)換的工頻交流電進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為直流電，依靠逆變器對(duì)電壓和電流進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，使機(jī)電設(shè)備能夠達(dá)到無(wú)級(jí)調(diào)速。

1.2 煤礦生產(chǎn)中變頻技術(shù)應(yīng)用的重要性

我國(guó)各地區(qū)的煤礦資源經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)采已經(jīng)越來(lái)越少，對(duì)于煤礦企業(yè)來(lái)說(shuō)，只有提高機(jī)電設(shè)備的節(jié)能效率和降低向空氣中排放的污染物才能在激烈的市場(chǎng)中保持長(zhǎng)久的發(fā)展，這也是煤礦企業(yè)綜合實(shí)力的標(biāo)準(zhǔn)，隨著多數(shù)企業(yè)在機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用變頻技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的目的，還提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)健康穩(wěn)定的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。目前，在煤礦開(kāi)采的過(guò)程中，通常機(jī)電設(shè)備的用電量占總用電量的70%以上，自從使用變頻技術(shù)，大大節(jié)省了電能，通過(guò)發(fā)揮變頻技術(shù)節(jié)能優(yōu)勢(shì)，對(duì)煤礦企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展具有重要的意義。而且在選擇變頻器的時(shí)候，要對(duì)變頻器的安全性、簡(jiǎn)易性和可控性等方面進(jìn)行綜合考察，從而選擇高效節(jié)能的變頻設(shè)備。

1.3 變頻技術(shù)的發(fā)展形式

在高科技和電子信息技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，我國(guó)在變頻技術(shù)的研究上取得一系列的成果，完善了變頻技術(shù)的理論，同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用上也有了很大的發(fā)展。其中變頻技術(shù)控制方式的改進(jìn)，智能控制模塊的應(yīng)用和其他功能的拓展都在各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，主要是在節(jié)能環(huán)保方面取得了很好的效果，目前，很多煤礦企業(yè)在機(jī)械設(shè)備應(yīng)用的過(guò)程中采用變頻技術(shù)，從而有效的控制機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)一步推動(dòng)了變頻技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用。在變頻技術(shù)的應(yīng)用的過(guò)程中，通過(guò)利用網(wǎng)路技術(shù)和自動(dòng)化控制使得變頻技術(shù)的集成化程度不斷提高，既能在機(jī)電設(shè)備上實(shí)現(xiàn)基本的調(diào)速功能，同時(shí)結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的編程和識(shí)別等功能。

2 變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用分析

隨著煤礦企業(yè)廣泛應(yīng)用變頻技術(shù)，使得變頻技術(shù)的價(jià)值性更高，并且在機(jī)電設(shè)備的操作過(guò)程中，變頻技術(shù)的操作更加智能化，并且通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。

2.1 變頻技術(shù)在提升機(jī)中的有效應(yīng)用

通常礦井提升機(jī)都是在復(fù)雜和繁重的運(yùn)行條件下工作的，由于工作條件的繁雜，對(duì)提升機(jī)的設(shè)備性能的要求也在不斷提高。一般工作時(shí)，提升機(jī)的調(diào)速任務(wù)非常繁重，要不斷的啟動(dòng)和關(guān)閉，容易導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障，隨著機(jī)電設(shè)備故障的提高，大大減少了機(jī)電設(shè)備的使用周期，而自從在提升機(jī)中應(yīng)用變頻技術(shù)，對(duì)提升機(jī)起到了重要的保護(hù)作用。提高了機(jī)電設(shè)備的工作效率，在提升機(jī)中應(yīng)用變頻技術(shù)不僅能有效的提高提升機(jī)的運(yùn)行能力，減少機(jī)電設(shè)備調(diào)速導(dǎo)致的電阻損壞。而且通過(guò)使用變頻設(shè)備的內(nèi)部軟件也可以有效的提高提升機(jī)的運(yùn)行能力，降低提升機(jī)發(fā)生故障的頻率，從而減少機(jī)電設(shè)備的損害。最重要的是在提升機(jī)中應(yīng)用變頻技術(shù)可以高效的達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。通過(guò)變頻技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中可以了解，變頻技術(shù)也在不斷的改進(jìn)和完善，很多新的技術(shù)設(shè)備具有很好的兼容性，例如，提升機(jī)專(zhuān)用變頻器和風(fēng)光提升機(jī)變頻器等，滿(mǎn)足了煤礦企業(yè)對(duì)機(jī)電設(shè)備性能的需求，同時(shí)在煤礦企業(yè)機(jī)電和生產(chǎn)過(guò)程中被廣泛使用。

2.2 變頻技術(shù)在皮帶機(jī)中的有效應(yīng)用

在煤礦企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，皮帶機(jī)的功率相對(duì)較大，其工作原理是利用電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)，最后將皮帶上的礦料沿皮帶運(yùn)輸?shù)侥康牡亍ＦC(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程需要足夠大的電流，并且通過(guò)輪轂與皮帶之間的摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，液力耦合器在工作的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，加速機(jī)器內(nèi)部油溫的升高，不僅加快了機(jī)械老化的速度，還給機(jī)器設(shè)備埋下了安全隱患。通過(guò)在皮帶機(jī)中使用變頻技術(shù)，提高了機(jī)器在啟停和運(yùn)行過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性，達(dá)到了皮帶機(jī)軟啟動(dòng)的效果。而且通過(guò)使用變頻技術(shù)大大提高了能量的利用率，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，使用變頻技術(shù)能將能源的利用率達(dá)到90%以上，有效的提高了能源的使用效率，不僅實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保，還減少企業(yè)的成本支出，提高了煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 變頻技術(shù)在通風(fēng)機(jī)中的有效應(yīng)用

在煤礦開(kāi)采作業(yè)中，通風(fēng)機(jī)中具有十分重要的作用。通常被稱(chēng)為煤礦開(kāi)采工程的呼吸系統(tǒng)。在煤礦井下作業(yè)的過(guò)程中，通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，要保持通風(fēng)系統(tǒng)的一直運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，隨著煤礦企業(yè)開(kāi)采作業(yè)中的開(kāi)采深度的增加，通風(fēng)機(jī)需要的功率也要不斷增加。所以，對(duì)通風(fēng)機(jī)的技能要求也在不斷增加，而且通風(fēng)機(jī)在啟動(dòng)的過(guò)程中存在很大的問(wèn)題，其中電流過(guò)大容易導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備損害，對(duì)電網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生摩擦和損耗，在通風(fēng)機(jī)中應(yīng)用變頻技術(shù)，不僅能對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)有效的控制，最重要的是能實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，達(dá)到通風(fēng)機(jī)軟啟動(dòng)的效果，進(jìn)一步延長(zhǎng)通風(fēng)機(jī)的使用周期。

2.4 在煤礦空氣壓縮機(jī)上的有效應(yīng)用

變頻技術(shù)在煤礦空氣壓縮機(jī)上使用也能產(chǎn)生很好的效果，通常空氣壓縮機(jī)是煤礦風(fēng)動(dòng)機(jī)電運(yùn)行動(dòng)力的來(lái)源，而且電動(dòng)機(jī)通過(guò)交流電機(jī)一直能處于工作的狀態(tài)，空氣壓縮機(jī)的工作原理是采用上下兩點(diǎn)控制模式來(lái)實(shí)現(xiàn)有效的控制。即交流電動(dòng)機(jī)一直處于工頻運(yùn)行狀，當(dāng)空壓機(jī)氣缸壓力與預(yù)設(shè)壓力值基本一致時(shí)，就會(huì)關(guān)閉空壓機(jī)進(jìn)氣閥，此時(shí)不會(huì)再產(chǎn)生壓縮氣體，電動(dòng)機(jī)處于空載狀態(tài)下；隨著壓力的不斷下降，接近預(yù)設(shè)壓力時(shí)，空壓機(jī)氣閥便隨之打開(kāi)，產(chǎn)生壓縮空氣，此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于重載狀。煤礦實(shí)際用氣量與產(chǎn)氣量之間不可能一致，所以就會(huì)導(dǎo)致空壓機(jī)頻繁加載、卸載，進(jìn)而對(duì)電網(wǎng)、電動(dòng)機(jī)以及空壓機(jī)差生不利影響。對(duì)于變頻技術(shù)而言，其通常具有控制精度高、易操作以及免維護(hù)等特性。若普通電動(dòng)機(jī)應(yīng)用變頻技術(shù)來(lái)調(diào)速，可在其拖動(dòng)負(fù)載過(guò)程中無(wú)需進(jìn)行改動(dòng)，但針對(duì)具體的生產(chǎn)工藝要求，應(yīng)當(dāng)對(duì)轉(zhuǎn)速輸出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。變頻器驅(qū)動(dòng)方式，從根本上改變了傳統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)加載與卸載供氣控制方式，通過(guò)調(diào)整電機(jī)用氣量的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)控，以確保供氣壓力自身的恒定性，使壓縮機(jī)的啟停次數(shù)減少。

3 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中使用變頻技術(shù)能夠有效的提高工作效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的，隨著我國(guó)大量的礦山工程中使用變頻器，變頻技術(shù)得到了廣泛的推廣應(yīng)用，而且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能更好的滿(mǎn)足煤礦企業(yè)對(duì)機(jī)電設(shè)備不同功能的需求，可見(jiàn)，變頻技術(shù)有更廣闊的發(fā)展空間，對(duì)于本研究存在的不足之處，希望相關(guān)學(xué)者批評(píng)指正。

參考文獻(xiàn)

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