煤礦機電變頻控制技術(shù)與節(jié)能應(yīng)用研究

魏金玉 王衡

摘 要：隨著計算機技術(shù)、電子技術(shù)及自動化技術(shù)的進步，變頻控制技術(shù)得到了較快發(fā)展，具有高效、便捷及可靠等特點，廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。煤礦開采中，需消耗大量電能，強化變頻控制技術(shù)的應(yīng)用與節(jié)能，對行業(yè)發(fā)展意義重大。

關(guān)鍵詞：煤礦;機電設(shè)備;變頻控制技術(shù);節(jié)能應(yīng)用

中圖分類號：TD67 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）07-0068-02

Abstract： With the advancement of computer technology， electronic technology and automation technology， frequency conversion control technology has been developed rapidly， and it has the characteristics of high efficiency， convenience and reliability， and is widely used in industrial fields. In coal mining， a large amount of electric energy is needed， and the application of frequency conversion control technology is great significance to the development of the industry.

Keywords： coal mine;electromechanical equipment;frequency conversion control technology;energy saving application

為滿足當前生產(chǎn)力的發(fā)展需求，需不斷更新煤炭資源的開采技術(shù)設(shè)備。目前，我國煤礦開采技術(shù)相對落后，尤其是中小型煤礦開采基地，不僅整體生產(chǎn)效率低、能耗大，而且無法保證作業(yè)人員的人身安全。使用煤礦機電變頻控制技術(shù)不僅能提升設(shè)備生產(chǎn)效率，降低能源消耗，而且能有效保障煤礦作業(yè)的安全性[1]。

1 變頻節(jié)能技術(shù)概念及現(xiàn)狀

1.1 技術(shù)概念

變頻節(jié)能技術(shù)是一種新型環(huán)保節(jié)能技術(shù)，實現(xiàn)了煤礦機電設(shè)備性能的優(yōu)化;轉(zhuǎn)換交流電固定頻率，使其成為可變性資源，增強了交流電的利用率;優(yōu)化壓頻比控制模式，突破了傳統(tǒng)機電設(shè)備控制模式的局限性;控制生產(chǎn)機電設(shè)備的調(diào)速，轉(zhuǎn)換工頻交流電，改變了設(shè)備內(nèi)電動機的電源頻率[2]。煤礦實際生產(chǎn)中應(yīng)用矢量控制技術(shù)，使用直接轉(zhuǎn)矩控制模式，增強了變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用范圍。

1.2 存在現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，煤礦工程的規(guī)模不斷擴大。為滿足可持續(xù)發(fā)展理念的要求，必須應(yīng)用環(huán)保節(jié)能型經(jīng)濟發(fā)展模式。實踐證明，應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)可有效增強煤礦提升機、采煤機等設(shè)備的運作效率，有效降低煤礦設(shè)備運作中的能量消耗，滿足節(jié)能型工作模式的要求[3]。

2 變頻控制技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用與節(jié)能

2.1 在提升機中的應(yīng)用與節(jié)能

提升機是煤礦開采和生產(chǎn)中的重要機電設(shè)備，確保了物料和作業(yè)人員的安全。傳統(tǒng)提升機主要采用金屬電阻實現(xiàn)對電機的控制，采用接觸器切除電阻實現(xiàn)調(diào)速。因此，傳統(tǒng)提升機存在很大局限性，如電阻耗能大、散熱不均勻、調(diào)速范圍小及精確度較低等。變頻技術(shù)在提升機中的應(yīng)用，改善了提升機的整體工作性能，主要體現(xiàn)在以下方面。

①變頻技術(shù)與編程器結(jié)合，以編輯制定變換的方式控制繼電器邏輯關(guān)系，達到電路圖和梯形圖相互轉(zhuǎn)換的效果，進而控制提升機的運行流程，保證了提升機的運行穩(wěn)定性[4]。

②控制繼電器時，由于外部線路使用較少，可減少繼電器的使用數(shù)量，以提升控制使用效率，降低故障發(fā)生率。

③出現(xiàn)故障時，利用編程器的顯示屏可排除故障，提升工作效率。變頻技術(shù)的應(yīng)用保障了提升機的整體安全性，降低了能源消耗。

2.2 在通風機中的應(yīng)用與節(jié)能

煤礦機電設(shè)備中，通風機確保了煤礦作業(yè)的安全和質(zhì)量。傳統(tǒng)通風機電設(shè)備調(diào)風能力弱，耗能高，不利于深井作業(yè)。變頻控制技術(shù)可根據(jù)礦井的深度調(diào)節(jié)風量大小，降低能耗的同時提升作業(yè)人員的舒適度。隨著開挖深度的增加，送風壓力逐漸增大，通風機的功率隨之增大。變頻技術(shù)可使通風機的功率在短時間內(nèi)達到最大，滿足基本的開挖要求。實際工作中，變頻技術(shù)要根據(jù)施工條件調(diào)節(jié)風力大小，并根據(jù)煤礦開采巷道的變化調(diào)節(jié)風速，以實現(xiàn)資源的最優(yōu)配置。此外，變頻控制技術(shù)可達到變頻軟啟動的效果，有效降低或者避免電流過大對電網(wǎng)造成的不良影響。變頻技術(shù)的應(yīng)用避免了通風機超負荷運轉(zhuǎn)，增加了通風機的使用壽命，降低了維護成本，提升了工作效率[5]。

2.3 在采煤機中的應(yīng)用與節(jié)能

在采煤機設(shè)備工作模塊應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，完善了采煤機的調(diào)速系統(tǒng)。應(yīng)用電牽引采煤機時，該設(shè)備的理論變壓器電壓為380V，最大功率為2×110kW，可滿足變頻器轉(zhuǎn)矩平衡和調(diào)速主從控制的要求。在設(shè)備應(yīng)用模塊應(yīng)用四象限變頻器調(diào)速模塊，可滿足采煤機的大幅度工作要求，避免牽引速度的不合理變化而導致下滑跑車狀況[6]。

2.4 在皮帶機中的應(yīng)用與節(jié)能

皮帶機主要采用轉(zhuǎn)子串接電阻以改善轉(zhuǎn)矩的方式或者采用減壓空載的方式進行啟動，整個啟動過程消耗時間較少。系統(tǒng)啟動時，如果皮帶韌性不足，長期使用將造成皮帶斷裂。同時，皮帶機在運行時會產(chǎn)生較大電流，對電網(wǎng)形成不良影響，增加了施工作業(yè)的危險。變頻技術(shù)可改善傳統(tǒng)的不良運行方式，減小運行中產(chǎn)生的電流，降低施工作業(yè)風險。皮帶機運行中，可根據(jù)皮帶的負荷調(diào)整工作頻率，以提升電能使用效果[7]。

3 結(jié)語

變頻控制技術(shù)的有效使用可達到節(jié)約能源的效果。在煤礦機電設(shè)備中使用變頻技術(shù)，可提升機電設(shè)備的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率，提高安全系數(shù)，增強煤礦企業(yè)的整體經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]吳仲強，裴德勝，孔令龍.關(guān)于煤礦機電設(shè)備中變頻技術(shù)的應(yīng)用分析[J].科技傳播，2016（11）：206-207.

[2]栗書濤.變頻控制技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用[J].決策與信息，2015（27）：278.

[3]李茂龍.探析變頻控制技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用[J].低碳世界，2017（4）：77-78.

[4]王勛.煤礦機電變頻控制技術(shù)與節(jié)能方法研究[J].中國設(shè)備工程，2018（3）：125-128.

[5]倫杰慧，張立君，孫宏亮.試論煤礦機電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2013（10）：95.

[6]何新建.變頻控制技術(shù)在煤礦機電中的應(yīng)用研究[J].河南科技，2016（14）：111-112.

[7]王端煥.淺談煤礦機電設(shè)備中變頻技術(shù)的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2012（27）：51-53.