論煤炭機(jī)電領(lǐng)域變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用

■謝振華

（婁底市煤炭局 湖南婁底 417000）

論煤炭機(jī)電領(lǐng)域變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用

■謝振華

（婁底市煤炭局 湖南婁底 417000）

電子技術(shù)的發(fā)展對(duì)煤炭機(jī)電領(lǐng)域有著重要的影響。變頻調(diào)速是目前煤炭機(jī)電領(lǐng)域的主要?jiǎng)?chuàng)舉，但是由于煤炭工業(yè)的工作環(huán)境特殊，就很大程度上的限制了變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用。本文通過(guò)對(duì)煤炭機(jī)電領(lǐng)域工作設(shè)備的提升以及礦井風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，重點(diǎn)為改善我國(guó)煤炭機(jī)電領(lǐng)域變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用。

煤炭機(jī)電變頻調(diào)速礦用設(shè)備

0 引言

變頻調(diào)速有著很多的高端特點(diǎn)，非常適合在煤炭事業(yè)中推廣和發(fā)展，對(duì)我國(guó)煤炭事業(yè)的發(fā)展有著很重要的意義。目前，我國(guó)在煤炭機(jī)電領(lǐng)域所運(yùn)用的變頻調(diào)速技術(shù)在礦井工作中有很重要的意義，根據(jù)在通風(fēng)機(jī)、提升機(jī)、空壓機(jī)和排水泵的工作原理進(jìn)行變頻調(diào)速技術(shù)的改造，對(duì)礦井工作的發(fā)展有著功不可沒的作用。變頻調(diào)速技術(shù)因?yàn)槠涞秃哪芨咝室约鞍踩禂?shù)高等等優(yōu)勢(shì)，為煤炭事業(yè)的發(fā)展節(jié)約成本，降低資源使用量，使煤炭事業(yè)發(fā)展進(jìn)一步得到改善和提高。

1 變頻調(diào)速技術(shù)的介紹

1.1 變頻調(diào)速技術(shù)的原理

變頻調(diào)速技術(shù)就是根據(jù)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和工作用電的正常電源的頻率成正比的原理進(jìn)行工作的，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，供電率在0-50Hz之間時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍最寬，所以，電機(jī)在穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速情況下，可以利用改變交流電源的方法來(lái)改變機(jī)械子的轉(zhuǎn)速，也就說(shuō)，變頻調(diào)速就是改變電機(jī)的供電頻率使之更快或者更慢。根據(jù)實(shí)際工作的需求量自動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)使設(shè)備的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到高效率低耗能的目的。

1.2 變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

變頻調(diào)速技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)就是它符合國(guó)家的政策，符合可持續(xù)發(fā)展方針的要求。在設(shè)備的使用中，變頻調(diào)速的主要優(yōu)勢(shì)就是，第一，變頻調(diào)速技術(shù)可以使測(cè)量監(jiān)控工作在安全的前提下變得非常輕松，還因?yàn)槠湫阅艿姆€(wěn)定，在工作時(shí)能夠減少電能的浪費(fèi)和噪音的污染，對(duì)工作人員的身體健康有著重要的影響。第二，有變頻調(diào)速技術(shù)的裝備在運(yùn)行時(shí)，能夠快速的借助電機(jī)運(yùn)行參數(shù)和矢量使內(nèi)部額定電流的波動(dòng)效果穩(wěn)定，達(dá)到最佳的工作狀態(tài)，能夠智能的讓電機(jī)在工作時(shí)將頻率穩(wěn)定提升到煤炭開采工作需要的最優(yōu)轉(zhuǎn)速，使煤炭開采工作能夠快速的進(jìn)行并且達(dá)到減少無(wú)功消耗的作用。第三，變頻調(diào)速技術(shù)能夠非常平穩(wěn)的完成制動(dòng)程序，改善了之前的電機(jī)設(shè)備，減少了人工對(duì)機(jī)器的監(jiān)控，減少了電機(jī)因?yàn)殡娏鞯脑蛴绊戅D(zhuǎn)速造成電機(jī)燒毀的現(xiàn)象，并且遏止了老設(shè)備因?yàn)榻?jīng)常處理通電開關(guān)等元件的維修在電流的影響下造成的安全隱患問(wèn)題，大大的提高了和保障了工作人員的安全。

2 煤炭機(jī)電領(lǐng)域變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用

2.1 在礦井通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用

礦井通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)就是考慮用風(fēng)量的最大化。通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的額定通風(fēng)量一般都會(huì)超出礦井通風(fēng)的實(shí)際用風(fēng)量，一般情況下都會(huì)采取用自然防風(fēng)或者是人工阻力的方法對(duì)超出的部分進(jìn)行限流，但是這樣就大大的浪費(fèi)用電量還消耗人工力。采用變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)后的旋式軸流局扇就很好的解決了這個(gè)問(wèn)題。如圖一所示：圖中的虛框表示的是礦用隔爆變頻調(diào)速裝置，K1，K2為QBZ-80礦用隔爆型真空電磁起動(dòng)器，M1，M2為2BKJ-Ⅱ2.2系列對(duì)旋隔爆型軸流式局部通風(fēng)機(jī)的Ⅰ，Ⅱ級(jí)電動(dòng)機(jī)，它有手動(dòng)和自動(dòng)兩種兩種控制模式。一般情況下，在自動(dòng)控制的情況下，Q1，Q2閉合，這個(gè)時(shí)候主要是對(duì)通風(fēng)機(jī)獲取外部的控制信息來(lái)設(shè)定風(fēng)機(jī)的參數(shù)，以控制上位風(fēng)機(jī)的開關(guān)信號(hào)。然后是K3關(guān)上，輸出F1的信號(hào)，通常這個(gè)時(shí)候電動(dòng)機(jī)M1就完成了了最小轉(zhuǎn)速的設(shè)定，就會(huì)對(duì)煤炭工作的效率大大提高。一旦出現(xiàn)轉(zhuǎn)速或者超過(guò)工作頻率的情況，變頻調(diào)速器控制就會(huì)自動(dòng)的斷開K3，閉合K1，電動(dòng)機(jī)M1也就能夠在額定的轉(zhuǎn)速下繼續(xù)工作。如果要加大風(fēng)量，就可以利用變頻調(diào)速器控制K4使之閉合，再啟動(dòng)Ⅱ級(jí)電動(dòng)機(jī)中M2，M2的轉(zhuǎn)向與M1是相反的，但是它也是由最小的轉(zhuǎn)速開始變動(dòng)直到調(diào)節(jié)出工作需要的風(fēng)量。

圖1 旋式軸流局扇變頻調(diào)速主回路原理圖

2.2 在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用

礦井中的提升機(jī)是礦井向外界輸送物資的管道，高效率的安全方式就會(huì)節(jié)省不少的時(shí)間和精力。我國(guó)大部分的提升機(jī)采用的都是傳統(tǒng)的直流傳動(dòng)系統(tǒng)和直流電動(dòng)機(jī)模式，但是這兩種系統(tǒng)的局限性很大，并且工作效率都很低，危險(xiǎn)系數(shù)還大，受到礦井工作人員的排斥。隨著變頻調(diào)速技術(shù)在煤炭機(jī)電領(lǐng)域的應(yīng)用，部分礦井已經(jīng)采用了變頻調(diào)速技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)軟停車，就增加了在運(yùn)行過(guò)程中的平穩(wěn)性，較少了對(duì)機(jī)械的沖擊力；而且能夠在低壓或者是突然斷電的情況下啟動(dòng)保護(hù)功能，保證機(jī)器的使用壽命；同時(shí)還有節(jié)約用電量的優(yōu)點(diǎn)，能夠在變頻調(diào)速下對(duì)機(jī)器的控制非常平穩(wěn)，減少對(duì)機(jī)器的撞擊力。

2.3 在礦井空壓機(jī)中的應(yīng)用

空壓機(jī)就是空氣壓縮機(jī)，是一種非常耗電的機(jī)器設(shè)備，一般情況下的工作量用電就會(huì)消耗整個(gè)礦區(qū)用電量的十分之一左右，隨著煤炭機(jī)電領(lǐng)域的不斷發(fā)展，礦井的深度也不斷加深，空壓機(jī)消耗的電能就十分的巨大。為了節(jié)約電能，很多礦業(yè)引進(jìn)了變頻調(diào)速的節(jié)能改造方法，就是對(duì)空氣壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力進(jìn)行變頻調(diào)速輪的改變，利用這種技術(shù)來(lái)控制空壓機(jī)的運(yùn)作方式，對(duì)空壓機(jī)的空壓系統(tǒng)進(jìn)行改造，使空壓機(jī)存在恒壓變頻調(diào)速系統(tǒng)和微機(jī)控制參數(shù)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)這兩個(gè)系統(tǒng)，能夠有效的避免壓縮機(jī)啟動(dòng)和暫停過(guò)程中對(duì)設(shè)備和電網(wǎng)的影響，增加對(duì)設(shè)備的保護(hù)。

2.4 在礦井排水泵中的應(yīng)用

我國(guó)是個(gè)水資源非常豐富的國(guó)家，地下礦井工作中需要有大量的水排出，礦井中水的排出量也會(huì)存在氣候季節(jié)原因的影響，所以礦井中排水泵就要根據(jù)這些因素進(jìn)行調(diào)節(jié)，耗時(shí)耗力。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的深入，通過(guò)變頻調(diào)速器來(lái)控制排水泵的工作就很大程度上的減輕了礦井工作排水的問(wèn)題。就是利用變頻調(diào)速器的工作原理，根據(jù)礦井的實(shí)際情況來(lái)設(shè)定電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行頻率，排出礦井需要排的水，減少能源的浪費(fèi)。

3 結(jié)語(yǔ)

煤炭工業(yè)的發(fā)展應(yīng)該遵循的是可持續(xù)化的發(fā)展道路，重點(diǎn)要從節(jié)能方便著手進(jìn)行改造，變頻調(diào)速技術(shù)在這方面對(duì)煤炭機(jī)電領(lǐng)域有著不小的貢獻(xiàn)，這項(xiàng)技術(shù)在煤炭機(jī)電領(lǐng)域的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛。隨著電子科技產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和煤炭機(jī)電領(lǐng)域的不斷拓展，要大力發(fā)展變頻調(diào)速技術(shù)在煤炭機(jī)電領(lǐng)域的發(fā)展，為我國(guó)的煤炭事業(yè)創(chuàng)下新的起點(diǎn)；要研究出更多的具有變頻調(diào)速技術(shù)的設(shè)施設(shè)備，為煤炭機(jī)電工業(yè)做貢獻(xiàn)，并且能夠帶動(dòng)其他工業(yè)的發(fā)展，減少國(guó)家的能源和資源消耗程度，真正為國(guó)家?guī)?lái)福音。

[1]孫曉章.淺析煤炭機(jī)電領(lǐng)域變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用 [J].煤炭技術(shù).2013(2):32-34

[2]馬飛仙，溫濟(jì)霞.論煤炭機(jī)電領(lǐng)域變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用 [J].黑龍江科技信息.2014 (33):167

[3]席學(xué)敏.煤炭機(jī)電領(lǐng)域變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用研究 [J].企業(yè)家天地.2013(11)：92-93.

X752[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-10-360-2

吳波，畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）11屆地質(zhì)工程。