變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

路其鑾

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，煤炭工業(yè)不斷應(yīng)用新技術(shù)，新工藝，新設(shè)備和新材料，機(jī)械化水平也在不斷提高。大多數(shù)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，并且成功地將計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子信息技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，可以減少生產(chǎn)能耗和環(huán)境污染。然而，在目前的情況下，煤礦中的大多數(shù)機(jī)電設(shè)備是能源密集型設(shè)備，不能很好地滿足國(guó)家對(duì)節(jié)能減排的一般要求。因此，必須通過(guò)應(yīng)用新技術(shù)逐步解決這些問(wèn)題。變頻技術(shù)的應(yīng)用是非常好的一種方法。變頻技術(shù)在煤礦公司生產(chǎn)過(guò)程中的使用已成為煤礦公司降低生產(chǎn)成本，增加經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。

關(guān)鍵詞：煤礦;機(jī)電設(shè)備;變頻技術(shù)

引言

變頻技術(shù)在采煤過(guò)程中的合理應(yīng)用，不僅可以提高設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，而且可以提高設(shè)備的運(yùn)行效率，同時(shí)可以進(jìn)一步擴(kuò)展設(shè)備壽命，這對(duì)于煤礦公司的經(jīng)濟(jì)效益而言是極好的。一般來(lái)講，煤礦機(jī)電工程的能耗可以達(dá)到煤炭企業(yè)總能耗的百分之七十，而科學(xué)合理的變頻技術(shù)的應(yīng)用可以最大程度地降低能耗。變頻技術(shù)在當(dāng)今煤炭公司中的應(yīng)用需要進(jìn)一步的優(yōu)化和改進(jìn)。

1 變頻技術(shù)涵義

變頻技術(shù)是一種新型科學(xué)技術(shù)，以電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電力電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)為主要內(nèi)容，并廣泛用于機(jī)電設(shè)備。通過(guò)將變頻控制技術(shù)應(yīng)用于煤礦機(jī)電設(shè)備的建設(shè)，充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)來(lái)調(diào)整煤礦機(jī)電設(shè)備工作的基本結(jié)構(gòu)。并統(tǒng)一分配，管理和構(gòu)建各種硬件和軟件資源。徹底取消了過(guò)去用于構(gòu)建工業(yè)信息數(shù)據(jù)的構(gòu)建模式。在實(shí)施過(guò)程中，電壓和電流主要通過(guò)變頻器的功能進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的無(wú)級(jí)調(diào)速。變頻技術(shù)的功能主要是在機(jī)電工程同步增長(zhǎng)的狀態(tài)下調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和電流頻率，以有效地控制電動(dòng)機(jī)和機(jī)電設(shè)備的轉(zhuǎn)速。

2 變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的原理

通常情況下，在煤礦機(jī)電工程計(jì)劃中，不必為發(fā)生設(shè)備運(yùn)行故障而設(shè)計(jì)機(jī)電工程電源。在滿負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行的條件下，設(shè)備和機(jī)械也可以長(zhǎng)時(shí)間使用。為了保證能源需求并最小化煤礦機(jī)電工程生產(chǎn)中的能耗，需要變頻技術(shù)的幫助。變頻技術(shù)主要由三部分組成：電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，并且變頻技術(shù)也被認(rèn)為是集成了強(qiáng)大的機(jī)電設(shè)備的技術(shù)。其工作原理是利用半導(dǎo)體元件將接收到的工頻電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成另一個(gè)對(duì)應(yīng)的頻率，并將轉(zhuǎn)換后的工頻電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電。有效控制電流，最終達(dá)到連續(xù)調(diào)節(jié)煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行速度的目的?？梢钥闯觯瑢⒆冾l技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)電工程中時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和電流的頻率同時(shí)增加，對(duì)電流頻率的控制也隨之增加。

3 變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

3.1變頻技術(shù)在提升機(jī)上的應(yīng)用

提升機(jī)是煤炭行業(yè)最重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一。在煤礦開(kāi)采作業(yè)中，礦工必須將吊車帶到指定的工作地點(diǎn)并使用吊車進(jìn)行提取。煤炭加工所需的采礦工具和設(shè)備被運(yùn)輸?shù)焦ぷ鳜F(xiàn)場(chǎng)。開(kāi)采煤炭后，有必要通過(guò)提升機(jī)將煤炭從地面運(yùn)輸，因此提升機(jī)性能將對(duì)采礦作業(yè)產(chǎn)生有利影響。傳統(tǒng)TKD提升系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)主要利用轉(zhuǎn)子系列的電阻來(lái)調(diào)節(jié)速度?；驹硎牵鶕?jù)轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻的值，操作員同時(shí)應(yīng)用機(jī)械制動(dòng)器，并利用機(jī)械制動(dòng)器和電動(dòng)機(jī)的組合特性來(lái)滿足要求。這不僅增加了功耗，而且使閘瓦很快磨損，并使操作員非常費(fèi)力，從而降低了安全性和可靠性。同時(shí)，傳統(tǒng)的TKD系統(tǒng)轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻速度設(shè)定是一個(gè)漸進(jìn)的速度設(shè)定，對(duì)加，減速有較大的機(jī)械影響。一方面，系統(tǒng)不穩(wěn)定。另一方面，它增加了機(jī)器零件的維護(hù)工作量，并減少了提升機(jī)的使用期限。變頻調(diào)速是改變電動(dòng)機(jī)定子功率頻率的一種方法，無(wú)需使用制動(dòng)器即可獲得所需的速度。電動(dòng)機(jī)功率與電源頻率成正比。更改電源的頻率可以調(diào)整速度并節(jié)省能源。

3.2變頻技術(shù)在皮帶輸送機(jī)上的應(yīng)用

皮帶輸送機(jī)在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中起著非常重要的作用。它的操作特性是高電壓和高功率。如果輸送機(jī)的質(zhì)量和性能不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，將對(duì)煤炭生產(chǎn)產(chǎn)生非常不利的影響。在正常情況下，即使在輕載或空載條件下，輸送帶仍能正常工作，但這會(huì)浪費(fèi)大量電能，造成許多不必要的損失，最終影響煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。另外，一些皮帶輸送機(jī)使用液壓聯(lián)軸器作為軟啟動(dòng)裝置，并且由于失去電動(dòng)機(jī)控制，液壓聯(lián)軸器容易發(fā)生設(shè)備故障。隨后，通過(guò)將變頻技術(shù)應(yīng)用于傳送帶有效地解決了這個(gè)問(wèn)題。變頻技術(shù)可以有效保護(hù)傳送帶，防止運(yùn)行中發(fā)生故障，有效防止電機(jī)控制問(wèn)題，提高設(shè)備的運(yùn)行效率。煤礦輸送系統(tǒng)主要由輸送帶，主斜井，中央大巷輸送帶和上倉(cāng)皮帶組成。井下帶式輸送機(jī)具有成本低，功能齊全，維修方便，但電流大的缺點(diǎn)。使用變頻器可以有效節(jié)省電力并增加利潤(rùn)。

3.3變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用

煤礦通風(fēng)機(jī)是確保煤礦安全生產(chǎn)的重要機(jī)電設(shè)備，也是高能耗設(shè)備。變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用可以達(dá)到較好的控制效果。隨著當(dāng)前煤礦的深度繼續(xù)增加，通風(fēng)機(jī)的致動(dòng)力繼續(xù)增加。在某些應(yīng)用中，變頻技術(shù)可以根據(jù)煤礦的實(shí)際情況，根據(jù)煤礦的風(fēng)向要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電的有效調(diào)節(jié)。在煤礦路線上，避免因高功率消耗或高偏差而導(dǎo)致過(guò)多的風(fēng)量。對(duì)風(fēng)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。變頻節(jié)能技術(shù)在通風(fēng)設(shè)備中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)變頻軟啟動(dòng)，避免整個(gè)煤礦電網(wǎng)電流過(guò)大的突然沖擊，減少發(fā)生危險(xiǎn)事故的可能性。同時(shí)，采用變頻節(jié)能技術(shù)，通風(fēng)機(jī)不需要長(zhǎng)時(shí)間處于滿負(fù)荷，有效地減少了風(fēng)扇的工作量，延長(zhǎng)了通風(fēng)機(jī)的工作強(qiáng)度，減少了通風(fēng)機(jī)的使用時(shí)間。

3.4變頻技術(shù)在煤礦的空氣壓縮機(jī)的應(yīng)用

變頻技術(shù)在啟動(dòng)或控制空氣壓縮機(jī)中可以發(fā)揮重要作用。變頻技術(shù)的引入實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)調(diào)節(jié)和壓力閉環(huán)控制的有效結(jié)合。通過(guò)壓力變送器，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)設(shè)備中的壓力，并通過(guò)比較一般設(shè)備參數(shù)的值來(lái)有效調(diào)節(jié)速度，以滿足設(shè)備的靜壓運(yùn)行要求。這是壓力閉環(huán)控制的基本功能?？諝鈮嚎s機(jī)進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，不產(chǎn)生壓縮氣體。發(fā)動(dòng)機(jī)處于空載。隨后，隨著壓力降低，當(dāng)該值接近設(shè)定壓力時(shí)，空氣壓縮機(jī)的空氣閥打開(kāi)以形成壓縮空氣。在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐中，由于其高精度的控制，簡(jiǎn)單的操作功能以及免維護(hù)的特性，變頻技術(shù)已在空壓機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中廣受歡迎。采用變頻調(diào)速環(huán)形電機(jī)的應(yīng)用，可以減少負(fù)載斷開(kāi)時(shí)的調(diào)節(jié)工作，能更好地滿足實(shí)際生產(chǎn)要求，并可以相應(yīng)地改變轉(zhuǎn)速輸出。基于變頻技術(shù)的變頻器驅(qū)動(dòng)方式取代了傳統(tǒng)的空壓機(jī)的供氣方式，進(jìn)一步保證了自身的恒定供氣壓力，發(fā)動(dòng)機(jī)以低于預(yù)設(shè)速度的速度運(yùn)行，并且空氣壓縮機(jī)停止運(yùn)行，減少頻率并保證工作質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

總之，變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用具有廣闊的應(yīng)用前景和市場(chǎng)空間。根據(jù)目前的情況和技術(shù)應(yīng)用的基本原理，將進(jìn)行更加標(biāo)準(zhǔn)化的操作，以提高操作的標(biāo)準(zhǔn)化和制度化，并在通風(fēng)機(jī)、提升機(jī)、壓縮機(jī)等設(shè)備中應(yīng)用，通過(guò)采取提高變頻器技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的策略，為煤炭工業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展提供了新的技術(shù)思路，促進(jìn)了煤炭工業(yè)的穩(wěn)定快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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