變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用

摘 要：變頻技術(shù)的應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域，已經(jīng)越來越普遍，越來越廣泛。本文對變頻技術(shù)相關(guān)理論進(jìn)行闡釋，指出煤礦機電設(shè)備中變頻技術(shù)的應(yīng)用建議。

關(guān)鍵詞：變頻技術(shù)；煤礦機電設(shè)備；應(yīng)用

可利用的煤礦資源，隨著各地煤礦資源的不斷開采已經(jīng)越來越少，各企業(yè)之間的競爭越來越激烈，作為用電大戶的煤炭企業(yè)，能否有效提高企業(yè)的綜合競爭力，就在于能否有效提高機械設(shè)備的減少污染排放程度以及節(jié)能效率。在設(shè)備中融入變頻技術(shù)是一項重要的提高企業(yè)競爭力、保證企業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展、節(jié)能減排以及保護(hù)環(huán)境的舉措。機械設(shè)備的用電量在當(dāng)前的煤礦開采作業(yè)中占總用電量的百分之七十以上，因此，煤礦開采企業(yè)節(jié)能減排的關(guān)鍵就是變頻技術(shù)的應(yīng)用，在煤礦生產(chǎn)中變頻技術(shù)的應(yīng)用具有非常重要的意義。

1.變頻技術(shù)概述

1.1技術(shù)原理

在設(shè)計煤礦機電設(shè)備動力的過程中，并沒有必要讓設(shè)備在正常的使用中，進(jìn)行長時間的滿負(fù)荷工作，有必要將變頻技術(shù)加人到設(shè)備的使用過程中，以避免設(shè)備產(chǎn)生多余的力矩，這樣設(shè)備既能滿足工作動力的要求，又能節(jié)約能源。變頻技術(shù)是一門結(jié)合機械設(shè)備和強弱電的綜合性技術(shù)。包括電力電子技術(shù)、點擊傳送技術(shù)、計算機技術(shù)等技術(shù)。

將工頻流信號通過半導(dǎo)體元件轉(zhuǎn)換成其他頻率，再進(jìn)一步將轉(zhuǎn)換的工頻交流電轉(zhuǎn)換成直流電，對電流與電壓依靠逆變器進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，促使設(shè)備達(dá)到無級調(diào)速，這是變頻技術(shù)的基本原理。如果進(jìn)一步來說，就是利用電流頻率和電機轉(zhuǎn)速之間的同比增長關(guān)系，為了實現(xiàn)對設(shè)備的合理有效控制，通過改變電流的頻率來控制電機的轉(zhuǎn)速。自動加減速控制、電機的平穩(wěn)等都能通過變頻技術(shù)來實現(xiàn)，同時還可以減少能源消耗，提高電機的工作效率。

1.2變頻技術(shù)的發(fā)展

隨著電子信息的高速發(fā)展及科技的不斷進(jìn)步，無論是在實際應(yīng)用上還是理論上變頻技術(shù)都取得非?？捎^的成績和長足的進(jìn)展。控制方式的改進(jìn)、綜合化水平的提高、智能控制模塊的發(fā)明以及可實現(xiàn)功能的拓展，對變頻技術(shù)在各個領(lǐng)域的發(fā)展都起到了積極的促進(jìn)作用。越來越多的生產(chǎn)行業(yè)看到了在節(jié)能領(lǐng)域變頻技術(shù)的優(yōu)異效果，生產(chǎn)設(shè)備的運轉(zhuǎn)開始嘗試使用變頻技術(shù)來控制，變頻技術(shù)也因此得到了越來越廣泛的應(yīng)用。變頻技術(shù)的集成化程度依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與自動化控制也變得越來越高，不僅設(shè)備上的基本調(diào)速功能得以實現(xiàn)，通過計算機設(shè)備還能實現(xiàn)識別、通信、編程等功能。

2.煤礦機電設(shè)備中變頻技術(shù)的應(yīng)用

2.1皮帶機中的應(yīng)用

將變頻技術(shù)融入到皮帶機中，可以增加設(shè)備在啟動與運行過程中的穩(wěn)定性，能夠有效實現(xiàn)皮帶機的軟啟動。變頻技術(shù)的融入，使能量的利用率也得到了明顯的提升，能源利用率在整個工作過程中能夠達(dá)到百分之九十以上，極為有效地降低了能源消耗。藕合器被變頻技術(shù)替代以后，設(shè)備的修理和維護(hù)費用也得到了節(jié)約，節(jié)約了一定的開支，具有相對較好的經(jīng)濟效益。

2.2采煤機中的應(yīng)用

與提升機一樣，采煤機也具有變速復(fù)雜、啟停頻繁的特點，在變頻器引人時，我們就應(yīng)該考慮進(jìn)行四象限工作。對于采煤機來說采用四象限工作形式能夠進(jìn)行較大范圍的調(diào)節(jié)與控制，為了避免設(shè)備出現(xiàn)下滑、溜車等現(xiàn)象，需要保證采煤機的牽引速度能夠保持在一個比較穩(wěn)定的水平。另外，采煤機在融人變頻技術(shù)后，控制更加精確，操作也更加簡單。

2.3在礦井提升機中的應(yīng)用

目前，國內(nèi)生產(chǎn)的礦井提升機中，變頻技術(shù)的應(yīng)用以PLC控制系統(tǒng)、高壓變頻調(diào)速控制系統(tǒng)為主：1）礦井提升機的電氣控制系統(tǒng)已經(jīng)基本實現(xiàn)PLC控制，強化了其提升全過程的速度控制、位置控制與動態(tài)畫面監(jiān)視，絞車系統(tǒng)的保護(hù)功能也符合電磁兼容性的基本技術(shù)要求。2）在礦井提升機的高壓變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計中，通常采用單元串聯(lián)多電平的能量回饋型四象限高壓變頻控制系統(tǒng)，其不但有利于提高低壓控制電路與高壓主電路之間的通訊能力，而且增強了系統(tǒng)的安全性與抗干擾能力。

2.4在水泵中的應(yīng)用

在煤礦生產(chǎn)過程中，根據(jù)煤礦開采工作的實際需要，水流量需要長期處于變工況的運行狀態(tài)，而在水泵流量的調(diào)節(jié)時，一般是通過機械調(diào)節(jié)閥門的開度實現(xiàn)，但是水泵電機長期處于運行狀態(tài)，會嚴(yán)重影響水泵運行的經(jīng)濟性。因此，國內(nèi)普遍采用變頻技術(shù)進(jìn)行煤礦水泵的節(jié)能改造，在相同的排水量下，水平的電機功率、電流都會明顯下降，功率因數(shù)則明顯提高，并且延長了水泵的使用壽命，減少了水泵的維護(hù)量和成本。

2.5在煤礦通風(fēng)機中的應(yīng)用

通風(fēng)機在煤礦生產(chǎn)中的作用是不容忽視的，特別是在大中型煤礦中，通風(fēng)機一般需要全天運轉(zhuǎn)，如果不能采取必要的技術(shù)改造措施，有可能造成嚴(yán)重的電能浪費現(xiàn)象。應(yīng)用變頻技術(shù)進(jìn)行煤礦通風(fēng)機的改造后，通過軟啟動的方式避免了較大電流的沖擊，控制程序的自動化設(shè)定則實現(xiàn)了通風(fēng)機的隨時啟動與停止。另外，在煤礦通風(fēng)機中應(yīng)用變頻技術(shù)可以降低其工作過程的機械強度與電氣沖擊，明顯延長設(shè)備的使用壽命。

3.結(jié)語

總之，在現(xiàn)代煤礦機電設(shè)備中，變頻技術(shù)的應(yīng)用日趨廣泛，但是仍然存在一定的技術(shù)難題尚未解決，為了全面提升機電設(shè)備的運行效率與安全性，在今后的變頻技術(shù)應(yīng)用中，必須注重其專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化、多功能化的發(fā)展需求。

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