礦山機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究

吳永亮

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，變頻控制技術(shù)在各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，尤其在礦山地面及礦井下各操作設(shè)備中起到非常有效的調(diào)節(jié)作用，現(xiàn)如今已成為礦山機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中穩(wěn)定的綜合技術(shù)應(yīng)用手段。該類(lèi)技術(shù)在礦山開(kāi)采工作中具有提高開(kāi)采質(zhì)量、提升開(kāi)采效率的優(yōu)勢(shì)，可全面提高礦山機(jī)電設(shè)備的工作效能。本文根據(jù)目前變頻控制技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行剖析，對(duì)其在礦業(yè)開(kāi)采領(lǐng)域中設(shè)備的具體應(yīng)用原理及方法深入探討。

關(guān)鍵詞：礦山機(jī)電設(shè)備;變頻控制技術(shù);提升裝置;通風(fēng)裝置

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)于礦產(chǎn)資源的需求量也在日趨提升，此種情況雖然在一定程度上推進(jìn)礦山企業(yè)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展，但同時(shí)也導(dǎo)致礦山機(jī)電設(shè)備開(kāi)采能耗逐步提升。隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出和實(shí)施，各礦山企業(yè)均開(kāi)始采用節(jié)能降耗技術(shù)，其中便包括變頻節(jié)能技術(shù)。據(jù)此，本文對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析研究，以期能夠響應(yīng)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的同時(shí)，提高礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1研究礦山機(jī)電設(shè)備變頻控制技術(shù)的必要性

變頻控制指的是通過(guò)對(duì)變頻控制的工頻信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，對(duì)交流電進(jìn)行有效控制。礦山機(jī)電設(shè)備變頻控制技術(shù)的提出主要是針對(duì)實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化，通過(guò)設(shè)置變頻控制操作模式，為礦山機(jī)電設(shè)備的開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。實(shí)現(xiàn)礦山機(jī)電設(shè)備變頻控制技術(shù)的前提條件，是建立礦山機(jī)電設(shè)備控制目標(biāo)，一般情況下，在逆變器中引進(jìn)礦山機(jī)電設(shè)備變頻控制技術(shù)，利用該技術(shù)可直接增強(qiáng)礦山機(jī)電設(shè)備控制性能，進(jìn)而提高礦山開(kāi)采效率。

2煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用原理

當(dāng)前，在我國(guó)煤礦開(kāi)采行業(yè)中機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)的主要有采煤機(jī)、提升機(jī)以及皮帶機(jī)，該技術(shù)在應(yīng)用時(shí)的工作原理為以交流電的固定周期模式來(lái)改變?cè)O(shè)備的運(yùn)行效率，在變頻模式的基礎(chǔ)之上，引入智能化電氣系統(tǒng)，達(dá)到智能變頻的目的。比如說(shuō)機(jī)電設(shè)備在空載運(yùn)行時(shí)，設(shè)備可以迅速的將功率降到最低狀態(tài)，電能消耗也將會(huì)因此而降低。而一旦設(shè)備滿(mǎn)載運(yùn)行或者是持續(xù)高峰作業(yè)時(shí)，設(shè)備則可以將功率迅速調(diào)到最高，這樣既可以保證采煤工作的效率不受到影響和干擾，同時(shí)還可以有效的降低對(duì)能源的消耗。在機(jī)電設(shè)備中合理應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化操作，其極大的節(jié)約了開(kāi)采成本，降低了開(kāi)采人員的工作強(qiáng)度，提高了采煤工作的完全性，其對(duì)于我國(guó)煤礦事業(yè)的發(fā)展建設(shè)有著極為重要的推動(dòng)作用。

3礦山機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

3.1變頻控制技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，如今采煤機(jī)功能雖然在不斷增多，但由于社會(huì)礦產(chǎn)資源需求增加，采煤機(jī)運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)、礦山開(kāi)采條件較為復(fù)雜、工作環(huán)境較差，導(dǎo)致誘發(fā)故障的風(fēng)險(xiǎn)因素也在不斷增多，進(jìn)而可能會(huì)引發(fā)各種較為嚴(yán)重的礦山生產(chǎn)事故，嚴(yán)重威脅生產(chǎn)人員和生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際安全。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，變頻節(jié)能技術(shù)通常會(huì)采用“一拖二”或者“一拖一”的方式對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行控制，其中“一拖一”控制方式的應(yīng)用更加廣泛。變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用有效改善了傳統(tǒng)采煤機(jī)在大傾角工作面上的性能不足問(wèn)題，并且相比較傳統(tǒng)的控制方式，變頻節(jié)能技術(shù)的控制精度更高、提供的牽引力也更加持續(xù)和穩(wěn)定，可以有效降低礦山開(kāi)采過(guò)程中安全事故的發(fā)生幾率，落實(shí)礦山安全生產(chǎn)目標(biāo)。此外，在應(yīng)用變頻器以后，還可以將采煤機(jī)直流母線(xiàn)所產(chǎn)生的再生電能直接回饋到交流電網(wǎng)中，增強(qiáng)礦山直流回路與供電電網(wǎng)之間的能力傳遞效率，降低能量損耗，實(shí)現(xiàn)能源的重復(fù)利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的效果。

3.2變頻控制技術(shù)在皮帶設(shè)備中的應(yīng)用

由于皮帶設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的電流，導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。將變頻控制技術(shù)應(yīng)用在皮帶設(shè)備，能夠通過(guò)布拉格波長(zhǎng)，直接反映采集與處理皮帶設(shè)備故障信息，通過(guò)調(diào)節(jié)布拉格波長(zhǎng)變化，對(duì)皮帶設(shè)備進(jìn)行變頻控制，從而保證皮帶設(shè)備的穩(wěn)定性能。變頻控制技術(shù)在皮帶設(shè)備中的應(yīng)用目的，是將皮帶設(shè)備出現(xiàn)故障的概率降至最低，尤其是在礦山開(kāi)采時(shí)，可通過(guò)變頻控制技術(shù)，實(shí)時(shí)控制皮帶設(shè)備運(yùn)行中的工作狀態(tài)，確保皮帶設(shè)備的正常運(yùn)行。皮帶設(shè)備中變頻控制技術(shù)的應(yīng)用主要包括3部分，數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)傳輸部分以及技術(shù)化處理部分。數(shù)據(jù)采集部分主要是通過(guò)變頻控制技術(shù)采集皮帶設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的正常信息數(shù)據(jù)以及異常信息數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)傳輸部分主要是通過(guò)變頻控制技術(shù)的數(shù)據(jù)通訊功能，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸通訊;技術(shù)化處理部分是變頻控制技術(shù)的核心功能，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析，提前預(yù)測(cè)皮帶設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)故障的時(shí)間及精確位置。通過(guò)變頻控制技術(shù)得出的變頻控制結(jié)果，確保皮帶設(shè)備的正常運(yùn)行，避免過(guò)載生產(chǎn)可能造成的危險(xiǎn)，大大提高礦山機(jī)電設(shè)備使用的安全性。

3.3變頻控制技術(shù)在提升裝置中的應(yīng)用探究

提升機(jī)是礦井下開(kāi)采作業(yè)中非常重要的裝置，其設(shè)備主要功能是輸送各類(lèi)物質(zhì)材料，提升機(jī)的原理，在當(dāng)前發(fā)展中，常見(jiàn)調(diào)速原理是將電路中接入金屬電阻，通過(guò)鼓型控制器的作用切除電阻，最終實(shí)現(xiàn)調(diào)速效果。此原理雖能實(shí)現(xiàn)提升機(jī)調(diào)速功能，但在調(diào)速過(guò)程中所產(chǎn)生的各種動(dòng)力制定電流與低頻電流，對(duì)提升機(jī)的整體運(yùn)作上也會(huì)產(chǎn)生不利效果。因此，要降低提升機(jī)運(yùn)作中各種能效損耗，又能夠保證調(diào)速不受影響，需運(yùn)用變頻控制技術(shù)，運(yùn)用此技術(shù)的具體方法為在電控系統(tǒng)中編制相應(yīng)程序設(shè)計(jì)，建設(shè)與繼電器的邏輯，完成梯形圖、控制電路圖的相互轉(zhuǎn)換。此方法可有效的減少外部線(xiàn)路執(zhí)行繼電器，避免故障發(fā)生。另一方面，影響提升機(jī)工作效率的主要原因是此類(lèi)設(shè)備當(dāng)前處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，優(yōu)化此狀態(tài)的主要方式為修改提升機(jī)內(nèi)相關(guān)程序，增加制動(dòng)力矩。可使提升設(shè)備的機(jī)器磨損程度降低，且減少機(jī)械時(shí)效故障，提高提升機(jī)的工作效能與使用壽命。

3.4變頻節(jié)能調(diào)節(jié)下的負(fù)載荷設(shè)備應(yīng)用

變頻負(fù)載荷技術(shù)應(yīng)用時(shí)，可以根據(jù)風(fēng)機(jī)、泵的變頻調(diào)速過(guò)程，關(guān)注風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的整體應(yīng)用普遍操作。但是要做好該項(xiàng)工作，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員就應(yīng)當(dāng)逐步加強(qiáng)變頻調(diào)速設(shè)備的研發(fā)，重點(diǎn)研發(fā)煤礦特殊采集環(huán)境之下的變頻設(shè)備操作。結(jié)合風(fēng)機(jī)運(yùn)行的轉(zhuǎn)速操作要求，可以逐步改造調(diào)整，優(yōu)化其整體性能。在改造工作實(shí)施之前，需要深入了解風(fēng)機(jī)運(yùn)行的各項(xiàng)基本情況，調(diào)整風(fēng)壓、風(fēng)量等，在改造完成之后需要對(duì)輸出功率進(jìn)行檢查和分析，這樣可以有效的節(jié)約電能資源。在水泵控制調(diào)節(jié)下，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行變頻調(diào)速節(jié)能處理。結(jié)合生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的實(shí)際控制構(gòu)成情況來(lái)看，在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)當(dāng)提升調(diào)節(jié)的靈活度，要保證在變頻節(jié)能技術(shù)的支持之下，水泵可以靈活運(yùn)用，結(jié)合實(shí)際需要逐步減少平滑和減速的時(shí)間，調(diào)整外部環(huán)境的受限水平，結(jié)合井下的液體位置高度變化情況，最大限度的壓縮水泵空轉(zhuǎn)時(shí)間，這樣做也可以有效的減少水泵運(yùn)行所需的能耗，避免設(shè)備在運(yùn)行期間不必要的損耗，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，提升機(jī)電設(shè)備的整體生產(chǎn)效益，促使煤礦開(kāi)采更好的推行。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文研究可知，變頻控制技術(shù)不僅可以延長(zhǎng)礦山機(jī)電設(shè)備的使用壽命，還能夠降低生產(chǎn)成本，從根本上提高機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。雖然目前礦山機(jī)電設(shè)備變頻控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于礦山機(jī)電設(shè)備變頻控制中，但是，要想進(jìn)一步提高變頻控制技術(shù)的應(yīng)用力度，還要加強(qiáng)對(duì)變頻控制技術(shù)的進(jìn)一步研究，從而推動(dòng)變頻控制技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的使用頻率。本文沒(méi)有對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備變頻控制技術(shù)的具體使用方案進(jìn)行深入研究，可以作為礦山機(jī)電設(shè)備變頻控制技術(shù)以后研究重點(diǎn)內(nèi)容。

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