關(guān)于煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻技術(shù)的應(yīng)用分析

吳仲強(qiáng)+裴德勝+孔令龍

摘 要 煤礦產(chǎn)業(yè)作為傳統(tǒng)的第二產(chǎn)業(yè)，在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有著舉足輕重的地位，為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了卓越的貢獻(xiàn)。但伴隨著煤礦產(chǎn)業(yè)的繁榮造成的環(huán)境污染，資源枯竭等問題日益引起社會的關(guān)注，為了進(jìn)一步改善煤礦生產(chǎn)區(qū)的環(huán)境、推動節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)煤礦資源可持續(xù)發(fā)展，煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，技術(shù)發(fā)展越來越成熟。本文對煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，以期為煤礦業(yè)高效、節(jié)能發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞 煤礦機(jī)電設(shè)備；變頻技術(shù)；節(jié)能

中圖分類號 TD6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）164-0206-02

煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)乎國計(jì)民生，隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，國家對于節(jié)能減排投入大量的財(cái)力、物力、人力，人們對于生存環(huán)境的要求進(jìn)一步嚴(yán)格，第二產(chǎn)業(yè)面臨著重要的歷史性轉(zhuǎn)折，以煤礦為代表的相關(guān)產(chǎn)業(yè)逐漸向高效、低能、無污染方向發(fā)展。變頻技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，人們對于變頻技術(shù)的了解局限于小家電中，例如空調(diào)等，煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻技術(shù)的應(yīng)用是煤礦產(chǎn)業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。本文通過對變頻技術(shù)的原理分析、投入到煤礦機(jī)電設(shè)備的必要性和重要性以及變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備意義。

1 變頻技術(shù)的應(yīng)用原理

變頻技術(shù)是一種能夠?qū)㈦娦盘柕念l率按照具體電路要求進(jìn)行變換的應(yīng)用型技術(shù)，是一種頻率變化，而非電能變化，具體類型包括整流技術(shù)（交—直變頻技術(shù)）、斬波技術(shù)（直—直變頻技術(shù)）、電子震蕩，電力逆變（直—交變頻技術(shù)）、移相技術(shù)（交—交變頻技術(shù)）。隨著變頻技術(shù)日益往高度集成化、高頻化、模塊化發(fā)展，它的發(fā)展方向主要有3點(diǎn)：一是交流變頻向直流變頻轉(zhuǎn)化；二是控制技術(shù)由脈寬調(diào)制向脈幅調(diào)制轉(zhuǎn)化；三是功率器件向高集成智能功率模塊轉(zhuǎn)化。變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備的研究和應(yīng)用越來越廣泛和深入，它能夠使煤礦設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)更加平穩(wěn)、速度控制更加自動化、設(shè)備工作效率更高、能源消耗更低。

2 變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備應(yīng)用意義

隨著我國對能源的利用率以及節(jié)能減排提出了新的要求，煤礦產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)技術(shù)同步走向轉(zhuǎn)型升級的道路，變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用前景廣闊，該技術(shù)在安全生產(chǎn)、設(shè)備維護(hù)成本節(jié)約、設(shè)備間匹配融合、生產(chǎn)集約化專業(yè)化等多方面有著不可替代的重要作用。變頻技術(shù)是應(yīng)運(yùn)而生的一項(xiàng)全新的實(shí)用型技術(shù)，在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用中，對提高煤礦資源的開采效率、促進(jìn)機(jī)電設(shè)備的高效運(yùn)行，確保生產(chǎn)環(huán)境安全等諸多方面都發(fā)揮著重要的作用。

3 變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的主要應(yīng)用方式

3.1 變頻技術(shù)在輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用

在煤礦開采工程中，如何保證輸送系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定、高效運(yùn)行一直是個(gè)困擾我們的難題，傳統(tǒng)的采用液力耦合器來實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的軟啟動，非常容易造成輸送皮帶的撕裂和結(jié)構(gòu)磨損老化。變頻技術(shù)在輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用主要是為了降低輸送系統(tǒng)電機(jī)啟動時(shí)的電流頻率大幅度波動，減少機(jī)電的機(jī)械沖擊和設(shè)備發(fā)熱的情況發(fā)生，同時(shí)，變頻技術(shù)的應(yīng)用可以有力地保證輸送系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定性，計(jì)算機(jī)技術(shù)與變頻技術(shù)的完美結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)自動化和智能化，煤礦輸送系統(tǒng)相當(dāng)于添加了“潤滑劑”和“計(jì)算機(jī)大腦”，進(jìn)而最大程度上發(fā)揮皮帶機(jī)的傳送功能。

3.2 變頻技術(shù)在空壓機(jī)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的煤礦機(jī)電設(shè)備中空壓機(jī)的運(yùn)行方式存在一定的問題，使用直接啟動或者用轉(zhuǎn)子串電阻起動的方式時(shí)，初始電流大，頻率不穩(wěn)定，波動幅度大，對電網(wǎng)和機(jī)械設(shè)備造成的沖擊和損耗非常強(qiáng)烈，極大地縮短空壓機(jī)機(jī)電設(shè)備的使用壽命。傳統(tǒng)的壓風(fēng)系統(tǒng)采用的是開環(huán)控制的方式，頻繁地起動設(shè)備和電動機(jī)，這種方式不能提供恒壓供風(fēng)，而且設(shè)備損耗也大幅度增強(qiáng)。變頻技術(shù)在空壓機(jī)的應(yīng)用中，可以提供壓力閉環(huán)控制及開環(huán)控制手動調(diào)節(jié)兩種控制方式的選擇，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)，可以自主根據(jù)差值調(diào)節(jié)空壓機(jī)轉(zhuǎn)速，工作人員可以便利地在變頻器控制柜上保持空壓機(jī)的供風(fēng)壓力恒定為設(shè)定值。變頻技術(shù)將對空壓機(jī)的工作頻率做出最為及時(shí)和準(zhǔn)確的監(jiān)控，當(dāng)空壓機(jī)的壓力、溫度等參數(shù)超過高限值或出現(xiàn)斷水信號時(shí)，變頻運(yùn)行將自動地停止。在空壓機(jī)設(shè)備中使用變頻技術(shù)可以及時(shí)有效地掌握空壓設(shè)備的具體運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，配以先機(jī)的預(yù)警裝置，既可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，同時(shí)可以保證機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性、安全性。

3.3 變頻技術(shù)在水泵中的應(yīng)用

開采煤礦時(shí)，水流量長期保持變工調(diào)節(jié)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)水泵調(diào)節(jié)水流量時(shí)，傳統(tǒng)的方式是通過閥門開度的機(jī)械調(diào)節(jié)來完成的，這樣的方式會嚴(yán)重?fù)p害水泵電機(jī)設(shè)備的穩(wěn)定性和持續(xù)性，進(jìn)而降低它的使用壽命。應(yīng)用變頻技術(shù)后，在同一排水量的基礎(chǔ)上，水泵機(jī)電設(shè)備的功率和電流會明顯下降，變頻技術(shù)可以自由地控制抽水泵的起停，根據(jù)實(shí)際需求掌控電機(jī)的加減速，減少了水泵空轉(zhuǎn)的時(shí)長和大量起停導(dǎo)致能源消耗，水泵電機(jī)設(shè)備的損耗也能在很大程度上減少，同時(shí)還能降低設(shè)備的機(jī)械沖擊，耐久度會明顯提升，進(jìn)而降低了水泵的維護(hù)、修復(fù)成本。

3.4 變頻技術(shù)在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用

礦井必須保證通風(fēng)，這既關(guān)系到生產(chǎn)問題，還關(guān)系到礦工的安全問題，傳統(tǒng)的礦井保證通風(fēng)的手段是定期更換不同的通風(fēng)機(jī)的方式，這種方式造成了極大的資源浪費(fèi)，不符合成本節(jié)約、可持續(xù)發(fā)展的思路。在煤礦風(fēng)機(jī)設(shè)備中應(yīng)用變頻技術(shù)，能夠有效解決頻繁更換通風(fēng)機(jī)的難題，以變頻技術(shù)為核心支撐的風(fēng)機(jī)可以根據(jù)礦區(qū)實(shí)時(shí)環(huán)境、閉通程度自主調(diào)節(jié)風(fēng)速和出風(fēng)量，并且實(shí)現(xiàn)全局覆蓋，節(jié)約了大量傳統(tǒng)通風(fēng)機(jī)長期額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)消耗的能源和經(jīng)濟(jì)成本。

4 結(jié)論

我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人們?nèi)粘Ｉ顚τ趥鹘y(tǒng)能源的需求和要求進(jìn)一步加大。煤礦產(chǎn)業(yè)在新形勢下要更好地迎合時(shí)代發(fā)展需要，變頻技術(shù)能夠更好地提高煤礦機(jī)電設(shè)備水平，能夠在不斷提升設(shè)備工作效率的基礎(chǔ)上起到節(jié)能減排的效果。但是我國變頻技術(shù)研究起步晚，重要領(lǐng)域的技術(shù)難題尚未攻破，因此我們需要通過不斷的實(shí)踐、專研以完善變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用術(shù)在我們的應(yīng)用，真正實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)安全化，效率最大化，能源資源消耗最低化和產(chǎn)出最優(yōu)化。變頻技術(shù)是對傳統(tǒng)生產(chǎn)的一種突破，如何利用好變頻技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用問題是我們在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的一個(gè)重要思考內(nèi)容。我相信，變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用將越來越廣泛，逐漸實(shí)現(xiàn)效益化，煤礦產(chǎn)業(yè)也能迎來新的春天。

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