變頻技術(shù)的使用原理及在煤礦機電設(shè)備中的運用研究

【摘要】隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國對于煤炭需求也在逐漸加大。煤炭在開采的過程中，對于變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應用也越來越廣泛，變頻技術(shù)的應用不僅提高了煤礦機械設(shè)備的使用效率和自動化程度，而且還可以更加有效的達到了節(jié)能和增加煤礦企業(yè)效益的目的。本文通過變頻技術(shù)的使用原理和發(fā)展狀況，分析了變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應用，為煤礦企業(yè)的發(fā)展提供了一定的借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】變頻技術(shù) 煤礦機電設(shè)備 使用原理 應用

一、引言

隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展和改革開放的深入，我國煤炭行業(yè)也得到了快速的發(fā)展。隨著我國經(jīng)對于煤炭的需求，各類新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備等都得到了廣泛的應用，促進了煤炭機電設(shè)備的迅速發(fā)展。但就我國煤炭工業(yè)的現(xiàn)狀來說，我國的煤炭機電設(shè)備依然處于一個相對落后的現(xiàn)狀，極大的阻礙了我國煤炭機電工業(yè)的發(fā)展步伐。煤炭機電工業(yè)要想發(fā)展，就必須要不斷的創(chuàng)新，要不斷的吸收和引進先進技術(shù)，要大力的推廣和使用變頻技術(shù)在煤炭機電設(shè)備中的應用，加快煤礦企業(yè)的發(fā)展步伐，使煤礦企業(yè)在競爭激烈的社會中能夠更好的生存和發(fā)展。

二、變頻技術(shù)的使用原理及現(xiàn)狀

變頻技術(shù)是一種現(xiàn)代化的無附加轉(zhuǎn)差損耗調(diào)速方式，是通過改變交流電頻率的方式來實現(xiàn)對于交流電的自動化控制。在機電設(shè)備的使用過程中，變頻技術(shù)可以通過機電設(shè)備的負載情況來實現(xiàn)自身功能的變化，能夠更加有效的提高機電設(shè)備的運行效率。迄今為止，國內(nèi)外在變頻技術(shù)使用原理方面的研究已經(jīng)取得了很多的成果，就其發(fā)展情況主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

（一）在機電設(shè)備的控制理論方面，經(jīng)過大幅的技術(shù)改造，壓頻比控制方式越來越廣泛，轉(zhuǎn)矩直接控制、矢量控制等方式再變頻器中也得到了十分普遍的應用。同時，在模糊控制、人工神經(jīng)視網(wǎng)等新型控制方式成為當今研究的主流方向。

（二）煤礦機電設(shè)備的調(diào)速系統(tǒng)的集成化程度在不斷的提高，并且從單片機逐漸到數(shù)字信號處理器、精簡指令集計算機和高級的集成電路，對于調(diào)速系統(tǒng)的運行效率得到了有效的提高。

（三）就機電設(shè)備的功能方面來說，隨著變頻器的自動化和綜合化程度的提升，不僅可以進行基本的調(diào)速功能，還能夠進行內(nèi)置參數(shù)識別和通信等功能。

三、變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應用

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國經(jīng)濟對于煤炭的需求在逐漸的加大。由于經(jīng)濟對于煤炭的需求，這就從客觀上要求我國煤炭行業(yè)需要更加注重生產(chǎn)效率的提高和質(zhì)量的提高。但是，我國各地頻繁發(fā)生的安全事故，其原因之一就是機電設(shè)備的控制安全系數(shù)差。因此，在機械化程度越來越高的煤炭行業(yè)，對于合理的采用變頻技術(shù)是十分必要和迫切的。

（一）在采煤機中的應用。在采煤的過程中，往往采用的主要設(shè)備之一就是采煤機。采煤機的工作環(huán)境往往十分惡劣，如潮濕的環(huán)境、粉塵的濃度較高等，這些不利因素都會直接影響著采煤機的運行。當前，我國煤炭行業(yè)采煤機所采用的是具有國際先進水平的技術(shù)，其變頻技術(shù)是以能量回饋型四象限運行的交流變頻調(diào)速器為主，具有功率大和電壓穩(wěn)定的優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)采煤機在額定的轉(zhuǎn)速下實現(xiàn)恒定轉(zhuǎn)矩調(diào)速。

（二）在提升機中的應用。目前，我國的煤礦企業(yè)基本上實現(xiàn)了礦井提升機的電氣控制系統(tǒng)，并且在提升的過程中實現(xiàn)了全程的速度控制、位置控制和動態(tài)畫面的監(jiān)視，絞車系統(tǒng)的保護功能也滿足相應的技術(shù)要求。對于提升機采用高壓變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，能夠提高低壓控制電路和高壓電路之間的通訊能力，強化了系統(tǒng)的安全性和抗干擾的能力。

（三）在通風機中的應用。通風機在煤礦生產(chǎn)的過程中發(fā)揮著十分重要的作用，尤其是大中型煤礦中，通風機一般都是全天候的運行，如果不能夠采用相應的技術(shù)措施，就會造成能源的浪費，同時還會導致通風機工作效率的低下。變頻技術(shù)應用在通風機上后，可以控制程序的自動化設(shè)定實現(xiàn)了通風機的隨時啟動和停止。同時，還可以降低在生產(chǎn)過程中的電氣沖擊和機械強度，對于機械設(shè)備的使用壽命有了很大的改善。

（四）在水泵中的應用。在煤炭的生產(chǎn)過程中，水流量是根據(jù)煤礦開采的實際需要來進行運行的，往往是處于一個變工況的運行狀態(tài)，水泵一般是通過機械調(diào)節(jié)閥門的開度來實現(xiàn)的，但是水泵在長期的運行狀態(tài)中，會導致水泵的效率低下和壽命的縮短。目前情況下，我國普遍采用的變頻技術(shù)在水泵中的應用是在排水量相同的情況下，電機功率和電流會明顯的下降，這樣不僅延長了水泵的使用壽命，而且降低了水泵的成本和維護量。

（五）在井下絞車中的應用。我國煤礦機電設(shè)備的保護系統(tǒng)和電控系統(tǒng)中，往往采用的是輸入電源為660V、50HZ，電壓在-15%~+10%范圍內(nèi)波動，頻率在0~50HZ之間連續(xù)可調(diào)。通過采用變頻技術(shù)后，井下絞車的電控系統(tǒng)的過載能力得到了顯著的增強，負載變化在-120%~+120%范圍內(nèi)，可以滿足四象限的運行要求。在低頻運轉(zhuǎn)時，可以實現(xiàn)自動提升轉(zhuǎn)矩功能，實現(xiàn)100%的額定轉(zhuǎn)矩。同時，變頻技術(shù)還具有欠壓、過壓、斷相等元器件的保護功能。

四、結(jié)束語

總之，在當代知識經(jīng)濟社會，煤炭行業(yè)要想快速發(fā)展，在競爭市場中占有一席之地，就必須要不斷的進行創(chuàng)新，如變頻技術(shù)應用在煤礦機電設(shè)備中，通過采用變頻技術(shù)，可以實現(xiàn)生產(chǎn)效率的提高、機電設(shè)備的壽命增加和增加了設(shè)備的安全性等。煤礦企業(yè)要不斷的重視先進知識的學習和先進技術(shù)的引進，這樣才能夠緊跟時代潮流，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展之路。

參考文獻：

[1]劉立新.變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的運用分析[J].河南科技，2013，(09).

[2]鄒健.變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2013，(09).

[3]褚萬寶.淺談變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013，(05).

[4]李新.探討我國煤礦機電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應用[J].科技致富向?qū)В?013，(07).