高壓變頻器在煤礦機電設備中的選型與運用

王威振

摘要：機電設備應用于煤礦開采工作中能夠有效提高工作效率，作為重要組成部分，在開采過程中要時刻掌握和了解煤礦機電設備的實際運行情況。首先在選擇高壓變頻器的過程中可以結合文獻來提高效率和準確性，這主要是參考其三大特性，包括負載方式、控制方式和功率;其次，明確變頻器的使用場景是 在輸送機或提升機中，要對其特點有提前充分的了解和熟悉;最后，要想實現設備最大效率的發揮，深度挖掘節能方法是必要的，只有點對點地應用好性能的優勢才能最大程度上收獲較高的經濟效益。

關鍵詞：煤礦;機電設備;高壓變頻器

1 高壓變頻器基本分析

高壓變頻器的主要原理是利用電力半導體自身的通斷作用來將工頻電源替換成另一種不同頻率的電能控制機關。而由于當今社會的微電子技術和電力電子技術的不斷更新發展，高壓頻率的調速設備也逐漸被廣泛使用，同時這一技術也在不斷成熟，并且被廣泛的應用在各個領域，同時在近些年來通過單元串聯或者是期間串聯的方式都解決了高壓問題。而且高壓變頻也分很多種類。例如通過判斷中間部位是否是直流來確認出直交變頻器和交交變頻器;再有就是通過判斷有無中間低壓回路，來區分出是高低高變頻器或者是高高變頻器;還可以根據直流部分的性質，來將高壓變頻器區分為電流型和電壓型的變頻器;還可以根據鑲嵌的方式，將高壓變頻器區分為電容或者是二極管變頻器;還可以依據電壓的等級以及使用方式將高壓變頻器區分為通用變頻器和高壓變頻器。

2 高壓變頻器的合理選擇

2.1 按控制方式選型

高壓變頻器的調速控制系統主要分為開環控制系統和閉環控制系統，其主要組成部分是通用高壓變頻器以及異步電機。而開環控制的工作方式主要是通過無速度傳感器的控制以及普通功能作為控制核心的通用高壓變頻器。而閉環控制系統的工作方式主要是帶有PID的控制器以及速度傳感器里的矢量控制，在控制的場合中需要主要關注溫度、速度、壓力、張力以及PH值等相關參數。 而開環控制的工作方式具有著精準、簡潔的主要特點，但是缺點就是其調速的精準度相對較低并且動態的響應速度較低，并且這一劣勢在低速度尤為明顯，并且其主要適合應用在精度較低的場景中。而如果采用通用變頻器來對速度傳感器進行控制的時候就務必需要將其安裝在異步電機上，從而形成一個閉環的控制系統。而此類方式則是一種不合理的調試方式，主要范圍比例是1：1000，并且還能夠通過轉矩進行精準的控制，這樣對整個系統性能的提升也較高。

2.2 按功率選型

在選擇變頻器的主要功率的時候有以下幾點需要我們注重關注：①若是電動機的額定功率與電頻器相差較大，那么就務必要對程序進行重置，如此才能讓其節能效果達到最大化提升。②對于那些工作狀態相對制動、啟動較為頻繁以及正在重新啟動并操作頻繁的電動機，就需要挑選功率較大的變頻器，這樣才對后續的安全穩定運行有幫助。③假若電動機的額定功率分級和變頻器差異較大，那么就需要變頻器進行功率調整，使其逐漸趨向于電動機的頻率甚至大于其功率。④在對變頻器進行功率進行挑選的時候，要主要考慮發動機的額定功率，主要對其運轉時的效率十分有利。⑤假若測試之后，發現電動機的實際功率有些多余的話，那么就需要選擇變頻功率較小的變頻器，同時還要對電流峰值加以關注。

2.3 按負載類型選型

通常來講需要依據負載的性質來對進行高壓變頻器的選擇，主要是由于不同的高壓變頻器其負載轉速以及其轉矩差異較大。我們也可以根據設備的不同特性將其分為四類，分別為風機類將轉矩負載、恒轉矩負載、恒功率以及額定功率四種。而在一些特殊的情況下為了適應不同的輔助還需要選擇通用變頻器，但是通常來說，如果控制好U/F的值來控制好恒定功率的負載。

3 高壓變頻器在煤礦機電設備中的運用

高壓變頻器的煤炭領域的廣泛使用在一定程度上還推動了電子技術和微機技術的融合，同時機電設備在融合強弱電流的時候還對設備的電能消耗產生一定程度的影響，對其后續的節能環保和穩定運行有著極大的好處。 高壓變頻器的主要使用場景是礦井的提升機以及輸送機還有流體負荷類三種，并且根據具體的調研結果進行分析和討論，對變頻器的作用更加清晰明確，有利于完成后續的目標。

3.1 運用于煤礦礦井提升機

高壓變頻器在礦井提升機的使用過程中，我們要根據其輸出信號的變化程度來對提升機的升級方式進行自主可控。舉例來說，如果提升在進行高壓運轉的時候，變頻器就需要進行低壓安靜狀態，與此同時還需要利用信號的記錄方式來提高高壓運行的信號記錄方式。而且使用高壓變頻器還能夠完美的符合提升機軟啟動的需求，并且能夠對其運行速度進行一個科學合理的調控，以此來為后續的穩定運行提供有力的保證。并且在此過程中還要對液壓機械制動進行合理保留，動態的將其和高壓變頻制動器進行組合。與此同時還要確定在提升機的運行環境中井下和井口都要有充足的信號，能夠及時的調整變頻器的速度，有效的提升工作效率。

3.2 運用于煤礦帶式輸送機

煤礦中的帶式輸送機是一種十分常見并且關鍵的機電設備，其在運行的過程中需要大量的電能進行支持，尤其是對于一些煤礦需要長距離運輸的情況下其消耗的電能相對更多，而且內部制動器的負載也相對較大。因此在帶式運輸機如果使用高壓變頻器，就能夠推動長距離運輸的軟啟動以及低速空載運行方式的實現，同時還對輸送機的穩定狀態十分有利。比如在煤炭運輸系統中最關鍵的設備就是膠帶輸送機，其液力耦合器在變頻器的拖動下進行傳動，而交流電機就是其提供動力的主要裝置，但是由于其缺點就是啟動電流需要較大、傳動效率較低以及機械沖擊力較大，并且其傳送距離較長，負載相對較重、傾斜角度較大，所以也十分容易引起重載或者是啟停等問題，同時還容易發生斷帶或者跑帶的事故幾率。而合理的使用高壓變頻器將能夠提升帶式輸送機的軟啟動效率，能夠保證其穩定運行，消除有關的安全隱患。

結論

綜上所述，高壓變頻器這以技術的核心能力還是對變頻器的選擇使用各方面，為了保證其能夠合理運行，并且在運行的過程中達到比較完美的效果，就務必要清晰的了解高壓變頻器在煤礦機電設備的使用基礎，從而合理的進行變頻器的選擇，從而最大程度的實現節能減排的效果。

參考文獻：

[1]羅歡.公路運輸經濟管理改革思路[J].今日財富，2021（23）：22-25.