煤礦設(shè)備運(yùn)行中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

賈昌萍

（淮南礦業(yè)集團(tuán)張集煤礦，安徽 淮南 232000）

1 基本原理

1.1 什么是變頻節(jié)能技術(shù)

煤礦進(jìn)行開(kāi)采的過(guò)程中，煤礦所使用的機(jī)電設(shè)備主要利用的是微機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)等相關(guān)技術(shù)，通過(guò)應(yīng)用這些技術(shù)形成了我國(guó)煤礦機(jī)電設(shè)備變頻控制技術(shù)，在使用該項(xiàng)技術(shù)過(guò)程中，可有效的將機(jī)電和強(qiáng)弱電技術(shù)聯(lián)系起來(lái)，從而達(dá)到一種具有綜合性較高的電子技術(shù)。從技術(shù)要點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，變頻控制技術(shù)原理是充分使用了電子半導(dǎo)體，有效地將工頻電源轉(zhuǎn)化成與不同于現(xiàn)有頻率的電源，變頻控制技術(shù)在理論上就是對(duì)相關(guān)使用方式進(jìn)行合理利用，將工頻交流電壓有效轉(zhuǎn)化為直流電壓，然后利用逆變器設(shè)施改善之前使用的頻率和電壓。這種可調(diào)節(jié)電壓的利用方式，能夠?qū)?shí)際驅(qū)動(dòng)電源巧妙的應(yīng)用于工作驅(qū)動(dòng)，這樣就能夠使得電動(dòng)機(jī)對(duì)電流和電壓的接受，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速。在調(diào)速過(guò)程中該技術(shù)能夠使損耗達(dá)到?jīng)]有附加，目前這種調(diào)速形式廣泛的應(yīng)用于煤礦機(jī)電設(shè)備上。通過(guò)有關(guān)設(shè)備和技術(shù)將電流的頻率改變的技術(shù)就稱之為變頻節(jié)能技術(shù)。通常情況下，變頻器主要用于對(duì)改變電流頻率，變頻器作為一種設(shè)備結(jié)構(gòu)分為電極電容量、電源板以及其它部件，變頻和節(jié)能功能的實(shí)現(xiàn)主要依靠這些組合部件來(lái)完成。在傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備的建造過(guò)程中，電流頻率有著重要的作用。設(shè)備處于長(zhǎng)期運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，不能對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的控制和將轉(zhuǎn)數(shù)改變，這樣就會(huì)使設(shè)備受到比較嚴(yán)重的損耗，從而使設(shè)備的使用壽命大幅提升。

1.2 變頻節(jié)能技術(shù)的原理

在煤礦設(shè)備中，更替和運(yùn)用好GTR 和IGBT 模塊能夠更好的在IPM 模塊運(yùn)作中逐漸發(fā)展增大煤礦節(jié)點(diǎn)設(shè)備功率。另外，對(duì)壓頻比控制方式在理論實(shí)踐上不停的進(jìn)行革新，在最大范圍內(nèi)采用矢量控制方法長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)用變頻節(jié)能技術(shù)。在最大范圍內(nèi)使得各種類型的變頻技術(shù)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及控制模糊優(yōu)化的方法使其得到集中，實(shí)現(xiàn)信息處理技術(shù)由單一數(shù)字逐漸發(fā)展成為專用集成電路，數(shù)字信號(hào)處理器和精簡(jiǎn)指令計(jì)算機(jī)是非常具有代表性。此外，變頻技術(shù)逐漸在煤礦機(jī)電設(shè)備中得到了綜合性應(yīng)用，不僅有最基本的調(diào)速功能，還具有對(duì)參數(shù)的識(shí)別和編程等功能。

2 應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)

2.1 應(yīng)用提升機(jī)

在煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用提升機(jī)具有舉足輕重的地位，提升機(jī)的應(yīng)用能夠極大程度的影響煤礦生產(chǎn)中存在的安全隱患以及其它一些問(wèn)題。因此，在使用提升機(jī)的過(guò)程中，能夠極大的影響到調(diào)速，調(diào)速作用能夠?qū)崿F(xiàn)金屬電阻與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的連接。但在實(shí)際應(yīng)用煤礦的過(guò)程中煤礦生產(chǎn)的安全性容易下降，在一定程度上使提升機(jī)的電能消耗變相提高。隨著我國(guó)科技技術(shù)近年的快速發(fā)展，若在四象變頻調(diào)速體系中有機(jī)的結(jié)合變頻防爆提升機(jī)，然后控制技術(shù)再采用數(shù)字化，并且與輸入輸出接口進(jìn)行結(jié)合，從而達(dá)到科學(xué)控制提升機(jī)運(yùn)行的目的，不僅充分發(fā)揮了提升機(jī)運(yùn)輸?shù)暮诵淖饔茫h(yuǎn)程控制的功能也能得到實(shí)現(xiàn)。

2.2 應(yīng)用皮帶輸送機(jī)

皮帶輸送機(jī)在煤礦機(jī)電設(shè)備中也應(yīng)用的十分廣泛，煤炭通過(guò)皮帶輸送到井下，更好地發(fā)揮了皮帶輸送機(jī)牽引摩擦作用。摩擦力和張力在支撐輥輪上能夠使物體運(yùn)動(dòng)，采用不斷運(yùn)動(dòng)的方式運(yùn)輸煤炭。在傳統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，軟啟動(dòng)是通過(guò)采用液力耦合器對(duì)皮帶機(jī)而實(shí)現(xiàn)的，盡管皮帶運(yùn)輸機(jī)通過(guò)這種方式保證正常使用，但皮帶很容易由于使用時(shí)間較長(zhǎng)發(fā)生老化問(wèn)題，進(jìn)而出現(xiàn)皮帶的斷裂。若將變頻技術(shù)應(yīng)用在皮帶輸送機(jī)中，啟動(dòng)電機(jī)的時(shí)候電流的波動(dòng)將會(huì)不斷降低，從而盡可能降低電機(jī)內(nèi)部機(jī)械熱量的產(chǎn)生及受到?jīng)_擊等相關(guān)問(wèn)題，將皮帶機(jī)的傳送功能進(jìn)行充分發(fā)揮。

2.3 流體負(fù)荷設(shè)備

變頻節(jié)能技術(shù)也同樣的廣泛的應(yīng)用在流體負(fù)荷設(shè)備中。其中最為主要應(yīng)用是在煤礦機(jī)械設(shè)備中，風(fēng)機(jī)和泵機(jī)內(nèi)部普遍應(yīng)用變頻調(diào)速功能，其中在風(fēng)機(jī)中較為廣泛的應(yīng)用于該功能。在開(kāi)采煤礦的過(guò)程中，應(yīng)用新型風(fēng)機(jī)較為廣泛。不僅是顯著降低了轉(zhuǎn)速，實(shí)際輸出功率也得到了明顯降低，不僅更好地適應(yīng)煤礦生產(chǎn)的特點(diǎn)，還能夠大幅降低消耗電能。變頻調(diào)速設(shè)備不僅增強(qiáng)了控制工藝的靈活性，機(jī)械受到的沖擊力還能夠得到有效降低，進(jìn)而產(chǎn)品質(zhì)量得到了有效提高。隨著控制抽水泵逐漸將變頻節(jié)能技術(shù)引入，不斷增強(qiáng)了煤礦井下液位的穩(wěn)定性，有效降低了能耗的利用，煤礦生產(chǎn)的安全性得到了進(jìn)一步的提高。

2.4 應(yīng)用前景

雖然近些年來(lái)在我國(guó)不斷深入開(kāi)發(fā)新型節(jié)能資源，在一定程度上降低了煤炭資源的使用比例，但在我國(guó)煤炭的基數(shù)還比較大。今后在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，煤炭行業(yè)將保持一直穩(wěn)定的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，并作為我國(guó)高能耗產(chǎn)業(yè)存在。因此，煤炭企業(yè)管理者在煤礦機(jī)電設(shè)備中一定要將變頻節(jié)能技術(shù)進(jìn)行引進(jìn)，加快應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，將煤炭企業(yè)的潛能充分發(fā)揮出來(lái)，從而科學(xué)的實(shí)現(xiàn)煤炭企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，由于采用先進(jìn)科技使得煤炭行業(yè)得以發(fā)展迅速，隨著日益成熟的自控技術(shù)、電子技術(shù)、輸送技術(shù)的逐步發(fā)展，將這些先進(jìn)技術(shù)更加廣泛應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)中。而在煤礦生產(chǎn)中高能耗是非常核心的問(wèn)題，但隨著變頻控制技術(shù)的逐漸應(yīng)用，能夠有效提高節(jié)能效果。以變頻控制技術(shù)為基礎(chǔ)，在煤礦開(kāi)采中的廣泛應(yīng)用，提升機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性將會(huì)更佳。在提升機(jī)、采煤機(jī)、煤礦設(shè)備中融入變頻節(jié)能技術(shù)，節(jié)能效果將會(huì)更好。在實(shí)際應(yīng)用該技術(shù)的過(guò)程中，降低了30%能源消耗量的。根據(jù)實(shí)際變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用情況可看出，該技術(shù)的發(fā)展前景十分廣闊，促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展。在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用變頻技術(shù)將成為未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。