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

孫濤

摘要：變頻技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以有效提高煤礦機(jī)電工程的節(jié)能效果，而且還可以有效提高機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行管理效率，因此變頻技術(shù)在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中的應(yīng)用非常的廣泛。文章對變頻技術(shù)的原理進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上就變頻技術(shù)在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：變頻技術(shù)；煤礦機(jī)電

引言：隨著我國現(xiàn)代電力技術(shù)與微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，變頻控制技術(shù)正被廣泛應(yīng)用于煤礦機(jī)電設(shè)備之上，以此進(jìn)一步提高煤礦機(jī)電設(shè)備的生產(chǎn)效率以及運(yùn)行的可靠性。也正因如此，加強(qiáng)對煤礦機(jī)電設(shè)備變頻控制技術(shù)的應(yīng)用分析則顯得尤為重要。近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程建設(shè)水平也有了一定程度的提高，尤其是變頻技術(shù)在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中的應(yīng)用，為煤礦機(jī)電工程建設(shè)的快速發(fā)展提供了技術(shù)支撐。加強(qiáng)對煤礦機(jī)電設(shè)備變頻技術(shù)應(yīng)用問題的研究，具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。

一、關(guān)于變頻技術(shù)運(yùn)行機(jī)理

變頻技術(shù)利用可控制半導(dǎo)體器件設(shè)備，并將工頻電源轉(zhuǎn)換成其他頻率電能，以此來控制相關(guān)設(shè)備。對于變頻技術(shù)而言，其基本工作原理是整流橋?qū)⒐ゎl交流電壓有效的轉(zhuǎn)換成直流電壓，經(jīng)逆變器再將其有效的轉(zhuǎn)變成電壓、頻率均可有效調(diào)節(jié)的相應(yīng)交流電壓，從而以驅(qū)動(dòng)電壓的模式對交流電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)操作。在構(gòu)建資源節(jié)約型社會(huì)的今天，變頻技術(shù)的應(yīng)用是非常必要的，變頻技術(shù)可按照電機(jī)負(fù)載將自動(dòng)的加速、減速以及平滑功能實(shí)現(xiàn)，從而有效提高電機(jī)工作效率。同時(shí)，變頻技術(shù)還具有無沖擊啟動(dòng)、軟停機(jī)等控制性能，因煤礦生產(chǎn)條件相對比較特殊，所以變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電工程中的應(yīng)用非常廣泛。

二、變頻技術(shù)在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中的有效應(yīng)用

一是在煤礦空氣壓縮機(jī)上的有效應(yīng)用。一般而言，煤礦風(fēng)動(dòng)機(jī)電運(yùn)行動(dòng)力基本上都來源于空氣壓縮機(jī)，并且通過交流電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，因此電動(dòng)機(jī)會(huì)一直處于全速工作狀態(tài)下。對于空氣壓縮機(jī)而言，通常其采用上下兩點(diǎn)控制模式實(shí)現(xiàn)壓力控制，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，產(chǎn)生壓縮空氣，此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于重載狀態(tài)。實(shí)踐中可以看到，因煤礦實(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)而對電網(wǎng)、電動(dòng)機(jī)以及空壓機(jī)產(chǎn)生不利影響。對于變頻技術(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)來調(diào)速，可在其拖動(dòng)負(fù)載過程中無需進(jìn)行改動(dòng)，但針對具體的生產(chǎn)工藝要求，應(yīng)當(dāng)對轉(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，通過調(diào)整用氣量大小來實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)控，以確保供氣壓力自身的恒定性，這樣電機(jī)就可以在低于額定轉(zhuǎn)速的情況下依然連續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使壓縮機(jī)的啟停次數(shù)減少。

二是在煤礦風(fēng)機(jī)中的有效應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)方案的差異性非常的大，比如礦井生產(chǎn)中期，主要是通過更換不同的風(fēng)機(jī)方式來確保通風(fēng)可行性，而且實(shí)際操作相對比較復(fù)雜，而且比較容易出現(xiàn)機(jī)電設(shè)備故障問題，這在很大程度上加大了維修量和維修難度。此外，傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)會(huì)通常會(huì)暫時(shí)的擱置，資源浪費(fèi)非常嚴(yán)重，這也在很大程度上影響了煤礦機(jī)電設(shè)備的有效利用率。然而，變頻技術(shù)在煤礦風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用，可以有效改變這一現(xiàn)狀，對于解煤礦決通風(fēng)問題，避免重復(fù)更換等工作，起到了非常重要的作用，而且節(jié)能效果也非常的明顯。比如，煤礦掘進(jìn)過程中，只需一臺(tái)風(fēng)機(jī)即可有效滿足風(fēng)量需求，操作也非常的方便。

三是在煤礦提升機(jī)中的有效應(yīng)用。對于礦井提升機(jī)而言，其工作條件通常比較特殊，而且多數(shù)情況下是在較為復(fù)雜、繁重的運(yùn)行條件下工作，因此對提升機(jī)設(shè)備的性能提出了更高的要求。一般而言，提升機(jī)在實(shí)際工作中要不斷的啟動(dòng)、關(guān)閉，而且調(diào)速任務(wù)非常的重，因此也就大大提高了機(jī)電設(shè)備故障問題的發(fā)生率，加速了機(jī)電設(shè)備損害。變頻技術(shù)在現(xiàn)代煤礦提升機(jī)中的有效應(yīng)用，不僅可以提高工作效率，而且還可以實(shí)現(xiàn)對提升機(jī)自身的保護(hù)。提升機(jī)控制中的變頻技術(shù)應(yīng)用，有效的減少了調(diào)速電阻損壞，提升機(jī)運(yùn)行能力也會(huì)隨之提高，利用變頻設(shè)備的內(nèi)部軟件可以實(shí)現(xiàn)對提升機(jī)速度的有效調(diào)節(jié)，減少提升機(jī)故障發(fā)生率，從而減少機(jī)電設(shè)備維修。變頻技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)有效節(jié)約電能。實(shí)踐中可以看到，隨著變頻技術(shù)在煤礦提升機(jī)中的有效應(yīng)用與改進(jìn)，一些新的技術(shù)設(shè)備不斷出現(xiàn)，比如提升機(jī)專用變頻器、風(fēng)光提升機(jī)變頻器等，他們的兼容性非常的好，而且設(shè)備性能也得到了非常大的改進(jìn)，在煤礦機(jī)電及生產(chǎn)過程中的應(yīng)用非常廣泛。

四是變頻技術(shù)在皮帶輸送機(jī)上的有效應(yīng)用 。對于煤礦機(jī)電工程而言，其應(yīng)用最多的運(yùn)輸裝置即為皮帶輸送機(jī)。傳統(tǒng)模式下，以交流電動(dòng)機(jī)工頻拖動(dòng)為主，傳動(dòng)操作過程中需通過液力耦合器來實(shí)現(xiàn)，因此表現(xiàn)出啟動(dòng)電流沖擊大、以及傳動(dòng)效率低等特點(diǎn)，液力耦合器、皮帶等，會(huì)受到非常嚴(yán)重的磨損和影響，維修、維護(hù)成本會(huì)隨之升高。當(dāng)煤礦皮帶輸送機(jī)中應(yīng)用變頻器軟啟動(dòng)設(shè)備和技術(shù)以后，皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)有效的軟啟動(dòng)，減少皮帶啟動(dòng)過程中產(chǎn)生的張力，進(jìn)而減少皮帶損傷。同時(shí)，還可以將運(yùn)輸速度按照輸送量的大小進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源之目標(biāo)。隨著變頻器的不斷完善，其具有過流、過壓、過載以及短路和欠壓等方面的保護(hù)功能，可對接皮帶輸送機(jī)綜合保護(hù)設(shè)備，比如瓦斯、煤位、跑偏打滑、煙霧以及急停和縱向撕裂等方面的保護(hù)，從而使各項(xiàng)安全保護(hù)性能可以得到有效的實(shí)現(xiàn)。尤其是下運(yùn)式皮帶輸送技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電制動(dòng)的電網(wǎng)回饋，節(jié)能效果更佳。

從實(shí)踐中可以看到，變頻技術(shù)以其高功率因數(shù)、高效能以及其優(yōu)良實(shí)用性，被越來越多的礦產(chǎn)企業(yè)所認(rèn)同，目前變頻技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的使用越來越廣泛，近些年來，隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的快速發(fā)展，變頻控制技術(shù)作為先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段正被廣泛應(yīng)用于我國煤礦機(jī)電設(shè)備之上，并取得了驕人的成績。可以說變頻控制技術(shù)的應(yīng)用，不僅在很大程度上提高了我國煤礦企業(yè)的生產(chǎn)、加工效率，降低了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)成本，還進(jìn)一步做到了煤礦機(jī)電設(shè)備的節(jié)能環(huán)保，加強(qiáng)了煤礦企業(yè)的市場競爭能力。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王端煥.淺談煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻技術(shù)的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2016

（作者單位：山東魯泰控股集團(tuán)有限公司鹿洼煤礦）