變頻技術(shù)在煤礦機電設備更新改造中的應用分析

【摘要】當前，隨著我國經(jīng)濟社會發(fā)展的轉(zhuǎn)型升級，變頻技術(shù)在煤礦機電設備改造中得到了廣泛的應用。變頻技術(shù)的主要優(yōu)勢在于節(jié)能和調(diào)節(jié)性能。但是變頻技術(shù)在機電設備改造中的應用比較晚，需要進一步研究。在本文中，筆者結(jié)合自身的工作實際和理論知識，從變頻技術(shù)的定義出發(fā)，分析了其在煤礦機電設備改造中的應用。

【關(guān)鍵詞】變頻技術(shù)；機電設備；設備改造

在煤礦機電設備的更新改造中，變頻技術(shù)得到了廣泛的應用。而這主要得益于該技術(shù)在節(jié)能和調(diào)節(jié)方面的良好性能。變頻技術(shù)在風機和泵類設備中具有相當?shù)膬?yōu)勢。眾所周知，煤礦機電設備的改造是確保正常生產(chǎn)的重要內(nèi)容，而在設備改造中利用變頻技術(shù)，則有利于提升變頻設備的性能。

一、變頻技術(shù)及其基本原理

（一）變頻技術(shù)的概念

變頻技術(shù)是指通過改變電流頻率的一種技術(shù)，通過變頻器來實現(xiàn)對設備的控制。一般而言，變頻器的結(jié)構(gòu)比較復雜，主要包括鍵盤、電機、電源板和控制主板等，這些部件組合在一起，便可實現(xiàn)改變電流頻率的目的。而在以往，機電設備的電流是不能夠改變的，這也就使得設備在運行過程中，其轉(zhuǎn)速無法改變，不僅會降低設備壽命，而且造成電能的浪費。而變頻技術(shù)對于改變這一現(xiàn)狀提供了可能。

（二）變頻技術(shù)的原理

在不變動電壓的情況下，變頻器可通過電力半導體的作用，把機電設備中無法改變的電流頻率轉(zhuǎn)化為可以改變的電流，從而實現(xiàn)電流頻率的改變，以此來調(diào)節(jié)設備的運行。這是變頻技術(shù)的基本原理。

當前，變頻技術(shù)在煤礦機電設備改造中有著廣泛的應用，對于提升機電設備的性能具有重要的意義。

二、變頻技術(shù)在煤礦機電設備改造中的應用

在煤礦生產(chǎn)中，在煤礦機電設備中，普通的變頻器應用比較廣泛，但是隨著技術(shù)的發(fā)展，變頻器的應用目的當前正逐漸從節(jié)能降耗向系統(tǒng)控制的智能化和靈活性轉(zhuǎn)變。此外，遠程控制也是其發(fā)展方向之一。在煤礦煤機的更新改造中，一般采用變頻驅(qū)動來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手動閘門控制系統(tǒng)。通常使用德國西門子公司聲場的Micro Master440新一代沒款，設計的變頻器具有相當高的標準。在這變頻器中，同時包括輸出、輸入、數(shù)值量輸入和繼電器輸出。通訊結(jié)構(gòu)等。此外，用戶界面也比較高，安裝和操作均比較方便，可實現(xiàn)靈活的控制。

某煤礦順槽膠帶傳送機由于設備老化，需要通過變頻技術(shù)進行改造，筆者即以傳送機的改造為例，分析變頻技術(shù)在煤礦機電設備改造中的應用。傳送機原有的驅(qū)動力為480Kw，但是隨著煤礦開采作業(yè)量的不斷增加，該設備已經(jīng)無法滿足生產(chǎn)的需要，所以煤礦計劃增加輸送機的輸送量。

該傳送機下現(xiàn)實情況是，皮帶超過了使用年限，電機和減速器屬于懸掛式結(jié)構(gòu)，在持續(xù)的工作中會容易出現(xiàn)故障，而且情況還比較的嚴重。所以，對其技術(shù)改造可根據(jù)下圖所示的內(nèi)容來進行。

該傳送機改造使用的是交流——直流——交流無速傳感器矢量控制技術(shù)。按照一定的原理推算出電機實際的轉(zhuǎn)速數(shù)值。在傳送機在運輸?shù)倪^程中，必須確保額定局數(shù)百分百輸出，以此來實現(xiàn)自動向電網(wǎng)輸電的設計目標，從而能夠大量的節(jié)省電能。

主控臺在接通電源之后，這時顯示器就可以顯示該變頻技術(shù)的相關(guān)指標，如果設備的運行條件是安全的，則相關(guān)的指示燈便會自動亮起。在此工況條件下，操作人員便可以按下安全回路的啟動電鈕，如果安全繼電器等設備顯示接通裝填，則這時裝置處于待機裝填。等開車的信號發(fā)出之后，顯示器中的指示燈便會開始工作，操作人員合上制定泵，則其便開始工作，相關(guān)的指示燈這時也會亮起。

而對于對手閘的控制，則需要技術(shù)推上操作，沿著正確的方向進行操作，這時電動機便會根據(jù)預先設定好的數(shù)值提升到最大的轉(zhuǎn)速。對手閘控制推上，則可實現(xiàn)把反轉(zhuǎn)電動機轉(zhuǎn)速由零向預定的數(shù)值提升。當主令手柄推到零時，則電動便會按照設定的值有規(guī)律降到零。

三、煤礦機電設備改造中應用變頻技術(shù)的注意事項

在煤礦機電設備的改造中，應用變頻技術(shù)，注意事項有：

（一）結(jié)合機電設備的具體使用條件。在上文中，筆者已經(jīng)分析指出，基于變頻技術(shù)的變頻器具有諸多的優(yōu)點，比如具有節(jié)能、高校和良好的調(diào)節(jié)性能等，但是不可否認的是，基于該技術(shù)的變頻器也具有一定的缺點，比如噪聲和振動大、價格比較高和容易發(fā)熱等。這就要求在實際的應用過程中，必須結(jié)合機電設備的實際情況來應用，主要是確定該設備有無必要使用該技術(shù)、變頻器的工作電壓、頻率限制和加減速的時間等各項技術(shù)參數(shù)的確定。

（二）合理的負載匹配。選擇電動機和變頻器的類型，主要是根據(jù)負載特性。比如通常恒轉(zhuǎn)矩負載應選擇轉(zhuǎn)矩特性較好、啟動和制動大、過載時間和能力均較好的變頻器。而對于風機的選擇，則需要選擇經(jīng)濟、可靠的變頻器，選擇U/f=const的變頻器。恒功率負載要求為定值控制，具有專業(yè)的設計。

（三）正確的安裝和使用。對于變頻器來說，其對于安裝質(zhì)量有著比較高的要求。通常，變頻器的使用溫度范圍為-10℃～50℃，而且對海拔也有一定的要求，不能超過1000m。如果超過這個限制值，則需要降容；變頻器不能安裝在振動比較頻繁的地點，如果安裝在振動頻繁的地點，則需要采取一定的防震措施；在電磁干擾到的區(qū)域，也不能安裝變頻器；對于潮濕、帶有腐蝕性氣體的環(huán)境，也不能安裝變頻其?？偠灾?，變頻器對于安裝有著比較高的要求，必須注意安裝的注意事項。

結(jié)語

當前，隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，對于煤炭的需求量越來越大。這就需要確保煤礦機電設備的性能良好。在當前的煤礦機電設備改造中，一般使用變頻技術(shù)進行改造。在本文中，筆者從變頻技術(shù)的概念和原理、變頻技術(shù)在設備改造中的應用及其注意事項等方面分析了變頻技術(shù)在煤礦機電設備更新改造中的應用。