冶金企業(yè)機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)分析

李 明

（神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

礦產(chǎn)資源作為中國國民經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的關(guān)鍵性動力，為推動國內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮了極其重要的作用，然而現(xiàn)階段國內(nèi)礦產(chǎn)企業(yè)在開采過程中依然存在著一系列較為嚴(yán)重的問題急需我們解決，特別是對于中小型礦產(chǎn)企業(yè)來說，他們擁有的開采技術(shù)與冶金設(shè)備十分落后，存在著一系列的安全隱患[1]。另外一方面，因?yàn)橐苯鹪O(shè)備的落后造成礦產(chǎn)企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生比較大的損耗，這嚴(yán)重限制了國內(nèi)礦產(chǎn)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。為了可以有效解決高損耗等諸多問題，有必要采取變頻節(jié)能技術(shù)，提高其產(chǎn)出效率與冶金產(chǎn)品質(zhì)量。

伴隨信息技術(shù)與科技手段的迅猛發(fā)展，變頻技術(shù)不管是在理論概念上還是在實(shí)際應(yīng)用上均獲得了較快的發(fā)展。從功率器上面來講，通過GTR、IGBT 的更新?lián)Q代慢慢就發(fā)展成愈加智能化的IPM。從控制概念與理論上來講，壓頻比控制手段獲得了空前發(fā)展，矢量控制與轉(zhuǎn)矩控制方式也獲得了較為廣泛的推廣，慢慢朝著自動化與人智能化網(wǎng)絡(luò)等控制方向而發(fā)展。調(diào)速系統(tǒng)的集成度也越加高級，并且從單片機(jī)開始，先后創(chuàng)新性的出現(xiàn)了一系列新型冶金設(shè)備，比方說數(shù)字化信號處理器、高級集成電路等[2]。變頻器的功能屬性也更加繁多和齊全，不單單具備基本的調(diào)速功能，還具備了編程軟件、參數(shù)辨別以及通迅等方面的功能。

1 冶金企業(yè)機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)

1.1 根據(jù)負(fù)載合理選擇變頻器與電機(jī)負(fù)載

在選擇變頻器和電機(jī)的時(shí)候有必要充分全面的考慮到具體的影響因素，具體要求是：首先，普通的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載設(shè)備對變頻器的要求是必須具有以下幾點(diǎn)要求：過載能力比較大；過載時(shí)間充分；具有比較大的啟動力與轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩力；具有恒定轉(zhuǎn)矩的特征。其次，對于風(fēng)機(jī)、泵類的負(fù)載來說，選擇變頻調(diào)速的時(shí)候必須符合下面兩大條件：設(shè)備實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性比較高，可以為設(shè)備提供較為穩(wěn)定、安全的轉(zhuǎn)速；能夠針對冶金機(jī)電設(shè)備的實(shí)際狀況與運(yùn)行情況選擇變頻控制模式[3]。最后，對于恒功率負(fù)載來說，選擇變頻器的時(shí)候必須符合下面兩大條件：輸出值必須設(shè)置為定值控制；選擇的變頻器可以充分滿足對其進(jìn)行指向性設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)需要。所以，為了保障電機(jī)始終處在經(jīng)濟(jì)、安全的運(yùn)行狀態(tài)，就有必要按照負(fù)載的物理機(jī)械性，選擇出適宜的變頻調(diào)速電機(jī)。而使用過程中的變頻調(diào)速電機(jī)，必須盡可能地避免出現(xiàn)長時(shí)間空載、輕載狀況，同時(shí)也需要進(jìn)一步加強(qiáng)冶金機(jī)電設(shè)備的維修力度，使其盡量始終處于最佳工作狀態(tài)，具體情況見下表所示。

表1 變頻調(diào)速電機(jī)負(fù)載率、功率因數(shù)和效率的關(guān)系

1.2 利用皮帶傳送機(jī)進(jìn)行自我調(diào)節(jié)

皮帶傳送機(jī)在冶金機(jī)電運(yùn)行過程中一直發(fā)揮著極為重要的作用，使用電壓低、功率小，就必須確保皮帶輸送機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量與功能發(fā)揮，才可以確保冶金設(shè)備的正常運(yùn)營。在冶金機(jī)電生產(chǎn)系統(tǒng)之中，空載、輕載的狀況之下，皮帶輸送機(jī)是一直處于正常運(yùn)行狀態(tài)的，這就在一定程度上浪費(fèi)了能源以及不必要的電能損耗。還有一部分的皮帶傳送機(jī)，利用液力耦合器當(dāng)做軟啟動設(shè)置，較為容易出現(xiàn)電機(jī)失控的安全問題，破壞設(shè)備的使用壽命[4]。在皮帶傳送機(jī)中利用變頻節(jié)能技術(shù)，就可以有效解決這些問題，避免電機(jī)發(fā)生失控的狀況，確保輸送機(jī)不會發(fā)生損壞，這不單單能夠有效提高設(shè)備的工作效率，還可以有效地節(jié)約能源。比方說爬坡帶輸送機(jī)，借助于GI8928 變頻器執(zhí)行控制指令，通過交流異步電機(jī)當(dāng)做驅(qū)動器。皮帶電子稱實(shí)時(shí)評測信號與外方的電位器設(shè)置值之和，作為初始既定信號，通過一系列的處理操作，對輸送機(jī)皮帶的速度進(jìn)行有效控制，完成自動調(diào)節(jié)，按照實(shí)際料量，就會產(chǎn)生相應(yīng)走速，減少浪費(fèi)和耗能情況的發(fā)生。

1.3 借助流體負(fù)荷設(shè)備調(diào)節(jié)設(shè)備轉(zhuǎn)速

流體負(fù)荷設(shè)備對變頻節(jié)能技術(shù)的執(zhí)行與完成，主要是體現(xiàn)在變頻調(diào)速技術(shù)對風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度以及水泵運(yùn)轉(zhuǎn)速度的有機(jī)調(diào)節(jié)。變頻調(diào)速技術(shù)對于風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的調(diào)整力度是比較大的。這是因?yàn)橐苯饳C(jī)電的工作環(huán)境比較特殊，因而在變頻調(diào)速裝置的設(shè)計(jì)上也會著重考慮到冶金環(huán)境的特別需要而進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，進(jìn)而降低風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度。另一方面，電機(jī)輸出功率也會達(dá)到前導(dǎo)器閉合的時(shí)候風(fēng)量及其風(fēng)壓回答道原本的三分之一。

這種設(shè)計(jì)其實(shí)更加符合冶金機(jī)電的生產(chǎn)環(huán)境，平均每一年能夠有效節(jié)約國家能源資源，電費(fèi)也會大大降低。在冶金要求下的液用泵上設(shè)置變頻調(diào)速裝置，能夠在一定程度上提升液用泵的機(jī)動性與靈活性，可以對工藝系統(tǒng)提高管理力度，確保產(chǎn)品的最終質(zhì)量。應(yīng)用變頻調(diào)速裝置還能夠?qū)σ河帽玫倪\(yùn)行速度進(jìn)行有機(jī)調(diào)整，能夠讓液用泵的空轉(zhuǎn)時(shí)間大大縮短，不會頻繁開啟、停止，能夠有效節(jié)省冶金機(jī)電的工作能源，降低了設(shè)備的運(yùn)行成本，保證安全生產(chǎn)。

1.4 壓頻比控制

變頻器的基本原理便是利用半導(dǎo)體元件把工頻電流信號轉(zhuǎn)換為其他頻率的工作電流信號，從而讓交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡缓蠼柚谀孀兤魍瓿蓪﹄娏骱碗妷旱恼{(diào)整和控制，讓冶金機(jī)電設(shè)備完成調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)，換句話說，也就是“交—直—交”的轉(zhuǎn)變過程。在這個工作過程中，頻比控制模式起到了非常關(guān)鍵的作用并發(fā)揮了重要影響。水泵和風(fēng)機(jī)作為冶金機(jī)電設(shè)備的輔助工具，其主要耗電儀器在長時(shí)間高負(fù)載工作狀況下不單單會容易造成工作故障，同時(shí)還時(shí)常導(dǎo)致設(shè)備處在滿負(fù)載狀態(tài)。對于工作蓄水量以及風(fēng)量調(diào)節(jié)絕大多數(shù)情況下均是采取風(fēng)門、風(fēng)葉、閘門閉合的調(diào)節(jié)方式。這種調(diào)節(jié)方式不足以完全滿足冶金機(jī)電設(shè)備工作中對冶金輔助生產(chǎn)的多種要求。所以，借助于變頻技術(shù)對風(fēng)泵類機(jī)電輔助生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造時(shí)必須的。

2 結(jié)束語

本文對冶金企業(yè)機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)進(jìn)行分析，依托變頻節(jié)能機(jī)制，根據(jù)冶金企業(yè)機(jī)電設(shè)備的實(shí)際需求與現(xiàn)實(shí)狀況分析，實(shí)現(xiàn)本文研究。希望本文的研究能夠?yàn)橐苯鹌髽I(yè)機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能的方法提供理論依據(jù)。