煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻技術(shù)的引入及其應(yīng)用

鄭宏孝，李鋒勃

(陜西陜煤蒲白礦業(yè)有限公司白水煤礦，陜西白水715604)

0 引言

變頻器主要功能是改變電源頻率，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，其不管是在工業(yè)生產(chǎn)或者日常生活中均扮演著非常重要的角色。為建設(shè)節(jié)約型社會，推動社會不斷向前發(fā)展，煤礦企業(yè)在實(shí)踐中加強(qiáng)設(shè)備改造，在機(jī)電設(shè)備中積極引入變頻技術(shù)，使其技術(shù)水平顯著提升，在節(jié)能上收益明顯。筆者結(jié)合自己多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，闡述變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用。

1 變頻技術(shù)簡介

1.1 概念

所謂變頻技術(shù)，即用來改變電流頻率的技術(shù)，在這里發(fā)揮其功能的裝置是變頻器。其結(jié)構(gòu)非常繁瑣，主要有電源板、鍵盤、電機(jī)電容、控制主板等部分，各個(gè)部分組合在一起，才具備改變電流頻率的作用。過去的電氣設(shè)備里面，是不能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的，設(shè)備工作時(shí)，同樣無法改變轉(zhuǎn)速，使得設(shè)備壽命減小，同時(shí)還白白浪費(fèi)掉許多電能。通過該種技術(shù)則能夠妥善處理上述問題，其能夠?qū)⒃O(shè)備轉(zhuǎn)速改變，按照具體需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而在很大程度上提高了技術(shù)水平。

1.2 原理

在電壓保持穩(wěn)定的前提下，通過電力半導(dǎo)體器件的通斷功能，變頻器實(shí)現(xiàn)電流的改變，也就是把交流電變?yōu)榻涣麟姡诖嘶A(chǔ)上，利用該頻率的轉(zhuǎn)換來達(dá)到變頻調(diào)速的目的。

2 變頻技術(shù)的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用于風(fēng)機(jī)中

在各個(gè)階段，礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)存在非常大的差異，要是在生產(chǎn)中期，利用多次換風(fēng)機(jī)的手段來處理通風(fēng)問題，這樣就顯得十分復(fù)雜，易于造成設(shè)備故障，最終使維修量提高。同時(shí)，原風(fēng)機(jī)將被臨時(shí)擱置起來，使其利用率減小，產(chǎn)生或多或少的浪費(fèi)。在風(fēng)機(jī)中引入變頻技術(shù)，則能夠?qū)⒃搯栴}改變，可以非常容易地將通風(fēng)問題處理好，無需多次進(jìn)行更換，便于進(jìn)行操作，降低浪費(fèi)，使設(shè)備性能提高，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

2.2 應(yīng)用于提升機(jī)中

提升機(jī)的運(yùn)行環(huán)境非常特別，大部分是在十分復(fù)雜的條件下工作的，因此，必須具有非常不錯的性能，最終能夠適應(yīng)工作需要。運(yùn)行過程中，提升機(jī)需多次重啟，并且調(diào)速操作非常多，導(dǎo)致設(shè)備故障率有所增加，使其壽命明顯減小。在其中引入變頻技術(shù)，一方面使其滿足工作需要，另一方面還能夠有效保護(hù)提升機(jī)。引入該種技術(shù)之后，在很大程度上降低了調(diào)速過程中的電阻損壞現(xiàn)象，在減速器下方時(shí)，電動機(jī)同樣將持續(xù)臨時(shí)地工作，并且可以把電能狀況反饋至電網(wǎng)。另一方面，還可以不斷提高提升機(jī)性能，應(yīng)用變頻器軟件就能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)速等任務(wù)，使設(shè)備故障明顯減少，從而減少了維修工作。除此之外，還能夠大幅降低電能消耗，節(jié)能效果非常不錯。隨著技術(shù)的優(yōu)化升級，風(fēng)光提升機(jī)變頻器被研發(fā)出來，其兼容性非常好，在很大程度上提高了設(shè)備性能，在礦井生產(chǎn)實(shí)踐中得到普及。

2.3 應(yīng)用于空壓機(jī)中

1)啟動中應(yīng)用。過去啟動空壓機(jī)的時(shí)候，大部分是通過直接啟動來實(shí)現(xiàn)，或通過轉(zhuǎn)子串電阻啟動，兩者均具有或多或少的不足之處，在啟動過程中將形成大電流，能夠損害機(jī)電設(shè)備，使其利用率減小。在啟動過程中引入該技術(shù)，則能夠降低對設(shè)備的損害，最終能夠使其壽命提高。

2)壓風(fēng)系統(tǒng)的控制。過去，壓風(fēng)系統(tǒng)都是通過開環(huán)控制方式發(fā)揮作用，主要通過調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)整，此時(shí)將多次重啟有關(guān)設(shè)備，導(dǎo)致風(fēng)力有所變化，對設(shè)備恒壓產(chǎn)生負(fù)面作用，或多或少損害到設(shè)備，并且能夠提高維修成本。引入變頻技術(shù)將能夠解決上述問題，變頻設(shè)備主要有壓力閉環(huán)與手動調(diào)節(jié)控制兩種模式。對于前者，壓力變送器可以盡快檢測設(shè)備壓力，接著將其和規(guī)定值進(jìn)行對比，根據(jù)差值來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，以確保設(shè)備處于恒壓狀態(tài);對于后者，即通過電位器來手動調(diào)節(jié)，通常是當(dāng)壓力變送器發(fā)生故障時(shí)應(yīng)用。為便于使用，在控制柜上安裝上復(fù)位按鈕，如果變頻器出現(xiàn)問題，則能夠通過該按鈕來實(shí)現(xiàn)修復(fù)。不管通過哪種方式均可以提高設(shè)備利用率，降低維修工作任務(wù)。

2.4 應(yīng)用于采煤機(jī)中

采礦機(jī)十分繁瑣，大部分運(yùn)行于十分惡劣的環(huán)境中，故非常有必要提高其性能。其為采煤過程中的主要設(shè)備，要是出現(xiàn)問題則能夠?qū)φ麄€(gè)采煤過程產(chǎn)生阻礙。在采煤機(jī)中引入變頻技術(shù)，使其變頻調(diào)速系統(tǒng)明顯改善，使得中國采煤技術(shù)水平大幅提升，現(xiàn)階段，能量回饋型四象限變頻器已經(jīng)在實(shí)踐中得到普及推廣。許多煤礦里面，在電牽引采煤機(jī)運(yùn)行中引入該種類型的變頻器，使其科技含量明顯提升，在很大程度上降低了采煤機(jī)的損壞，使其壽命延長。在采煤機(jī)中引入變頻技術(shù)，系統(tǒng)非常容易運(yùn)作，同時(shí)調(diào)速任務(wù)非?？煽俊?/p>

2.5 應(yīng)用于膠帶輸送機(jī)中

膠帶輸送機(jī)具有大功率、高電壓的優(yōu)勢，在煤炭運(yùn)輸過程中扮演著非常重要的角色。過去的運(yùn)輸過程中，其往往處在輕載或空載狀態(tài)，白白浪費(fèi)許多電能。同時(shí)，許多皮帶輸送機(jī)的軟啟動設(shè)備都是液力耦合器，非常易于出現(xiàn)電機(jī)失控現(xiàn)象，而將輸送機(jī)損害。引入變頻技術(shù)則能夠妥善應(yīng)對上述問題，許多煤礦在實(shí)踐中引入四象限變頻調(diào)速技術(shù)，取得非常不錯的成效，將電機(jī)失控解決，降低故障出現(xiàn)概率，使得設(shè)備壽命延長。同時(shí)可以明顯提高效率，降低電耗，取得非常不錯的節(jié)能效果。

2.6 應(yīng)用于泵中

過去，泵在運(yùn)行過程中，其空轉(zhuǎn)時(shí)間非常長，在經(jīng)常的起停過程中非常易于產(chǎn)生故障，并且消耗許多電能。在泵中引入變頻技術(shù)能夠明顯提高設(shè)備運(yùn)行率，降低故障產(chǎn)生，并且可以取得非常不錯的節(jié)能效果，十分便于操作。在水泵中引入變頻器，能夠使其起停減速，使井下液位處于恒定狀態(tài)之中，在很大程度上降低了泵的空轉(zhuǎn)，在實(shí)踐中取得非常不錯的節(jié)能效果。

3 結(jié)語

伴隨社會的逐漸發(fā)展，煤炭企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模日益增加，迫切需要提高煤礦機(jī)電設(shè)備科技含量。變頻技術(shù)一方面具備非常不錯的調(diào)節(jié)作用，另一方面還具有非常理想的節(jié)能效果，隨著科技的進(jìn)步，在煤礦機(jī)電設(shè)備中引入該技術(shù)是不可避免的?，F(xiàn)階段，該種技術(shù)已經(jīng)在提升機(jī)、風(fēng)機(jī)、提升機(jī)等諸多設(shè)備里面得到了普及，在很大程度上降低了設(shè)備的損壞，使其利用率大幅提升，并且明顯降低電能消耗。然而，在今后應(yīng)當(dāng)不斷對該技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，使其能夠在實(shí)踐中取得更好的成效。