關(guān)于礦山機(jī)電設(shè)備變頻控制的技術(shù)研究
2015-04-29 00:00:00王磊
【摘 要】礦產(chǎn)行業(yè)是國家經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，在對礦山進(jìn)行開采的時候，機(jī)電設(shè)備的損耗率非常大，如果不做好相應(yīng)的保護(hù)措施就無法達(dá)到環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。所以我們要不斷的將最新的技術(shù)應(yīng)用到礦山機(jī)電設(shè)備的保護(hù)中，力求達(dá)到礦產(chǎn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】礦山；變頻控制；設(shè)備
在我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的同時，科學(xué)技術(shù)也隨之進(jìn)步，變頻控制技術(shù)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新的結(jié)果，在礦山機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用廣泛，也取得了非常好的使用效果，變頻技術(shù)已經(jīng)逐漸成為了礦山開采中最重要的技術(shù)之一?，F(xiàn)階段礦山機(jī)電設(shè)備變頻控制技術(shù)發(fā)展前景十分廣泛，并且有巨大的發(fā)展?jié)摿?，在未來的發(fā)展過程中會逐漸成為主流。
1.變頻技術(shù)的原理和發(fā)展前景的研究
1.1變頻控制技術(shù)的發(fā)展
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電子信息技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展也逐漸成熟，給變頻控制技術(shù)的發(fā)展提供了更加廣闊的空間，讓變頻技術(shù)可以取得更加突破性的進(jìn)展，同時也可以帶來非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益。智能控制模塊在自動化以及機(jī)電設(shè)備控制技術(shù)中起到了非常重要的輔助作用，它在變頻控制技術(shù)中也具有非常重要的地位。它讓變頻控制技術(shù)的集成化水平大大提高，讓變頻控制的方式和控制能力得到了更為深入的擴(kuò)展，同時也讓變頻技術(shù)的應(yīng)用水平和綜合化水平得到了更加廣闊的提升。正是因為變頻控制技術(shù)有這些優(yōu)點，所以對于節(jié)能減排具有非常重要的作用，可以實現(xiàn)對機(jī)電設(shè)備的控制以及電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)控。
1.2變頻控制技術(shù)的主要技術(shù)原理
礦山機(jī)電設(shè)備變頻控制技術(shù)是一項綜合性技術(shù)科學(xué)，它包含了電子信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、電氣自動化技術(shù)等各種信息化技術(shù)領(lǐng)域的諸多內(nèi)容。經(jīng)過長時間對變頻控制技術(shù)的研究和發(fā)現(xiàn)，它的主要工作原理主要有以下幾個方面：第一，工頻電流信號會通過半導(dǎo)體原件，然后轉(zhuǎn)換為其他的頻率。其次被轉(zhuǎn)換的工頻交流電會轉(zhuǎn)化為直流電。最后是利用逆變器來控制電流和電壓，讓機(jī)電設(shè)備在使用過程中處于自動變速的狀態(tài)。在礦山機(jī)電設(shè)備的工作中為了能夠更好的控制機(jī)電設(shè)備轉(zhuǎn)速，我們必須使用變頻控制技術(shù)來減少設(shè)備在使用過程中的消耗，自動化的設(shè)備可以大大提高工作效率，讓操作更加方便。
現(xiàn)階段是一個資源緊缺的時代，節(jié)能已經(jīng)逐漸成為了社會發(fā)展的一個重要目標(biāo)，我們通過變頻技術(shù)來對礦山的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行控制可以極大的提高設(shè)備的自動化程度。通過變頻管理，最終形成了一個計算機(jī)系統(tǒng)、集成電路以及數(shù)字信號處理器為一體的變頻控制系統(tǒng)，極大的提高了變頻器的使用范圍，讓變頻控制設(shè)備具有通信和識別功能，讓變頻器的工作職能以及使用的范圍又得到了巨大的提高。[1]
2.礦山開采過程中所使用到的變頻技術(shù)研究
隨著我國經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的快速發(fā)展，工程生產(chǎn)不論是從類型還是從規(guī)模上來看，都得到了非常大的提升。但是能源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間，仍處于供不應(yīng)求的局面。因此我們需要將新技術(shù)融入到礦山開采工作中去，以此來改善現(xiàn)階段不合理開采，或者開采浪費的局面，促進(jìn)礦產(chǎn)資源的合理應(yīng)用。
隨著礦山企業(yè)的不斷增多，行業(yè)之間的競爭也更加激烈，礦產(chǎn)企業(yè)要想在競爭中取得優(yōu)勢，能否可持續(xù)發(fā)展，就需要看開采機(jī)械設(shè)備的利用率有多大。礦產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)以開采過程中最少的資源浪費率作為開采的主要目標(biāo)，將機(jī)電設(shè)備變頻控制技術(shù)應(yīng)用到實際工作中，就可以有效的提高工作效率，減少機(jī)械設(shè)備的損壞，實現(xiàn)節(jié)能減排、保護(hù)資源和環(huán)境、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、保證企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要目標(biāo)。此外，變頻控制技術(shù)在礦山生產(chǎn)中的應(yīng)用對于它在其他領(lǐng)域中的發(fā)展起到了推動性的作用。
3.礦山機(jī)電設(shè)備變頻控制技術(shù)研究
3.1變頻技術(shù)在皮帶機(jī)中的使用
皮帶機(jī)的功率較提升機(jī)來說更大，它是通過繞線電機(jī)經(jīng)轉(zhuǎn)子繞組降壓啟動后工頻巡行，然后通過液力耦合器切換到皮帶機(jī)，它的工作原理是通過驅(qū)動輪轂，然后通過摩擦力來牽動皮帶運行。[2]皮帶是通過自身的張力和變形，在摩擦力的作用下在滾軸上進(jìn)行運動。其中轉(zhuǎn)子串接電阻可以通過改變轉(zhuǎn)矩或者減壓空載啟動的方式，避免發(fā)生啟動時電流過大，產(chǎn)生電壓波動，電機(jī)內(nèi)部激烈沖擊造成電機(jī)過熱等現(xiàn)象。啟動時間短有可能會造成皮帶的斷裂和老化，所以要求皮帶具有足夠大的韌性。液力耦合器在運轉(zhuǎn)過程中會使機(jī)器內(nèi)部的油溫增高，對于磨損部件的磨損程度大大增加。這樣給維護(hù)工作帶來了技術(shù)性難題，同時也大大增加了維護(hù)的成本，對環(huán)境造成污染。通過使用變頻技術(shù)來實現(xiàn)皮帶的傳輸機(jī)軟啟動和軟停止，這種運行模式能讓皮帶機(jī)工作更加穩(wěn)定，讓其性能平穩(wěn)的發(fā)揮出來。通過改造以后，系統(tǒng)可以按照負(fù)載的具體情況，來調(diào)整機(jī)器的力矩和輸出頻率，改變了機(jī)器傳統(tǒng)的工頻恒速運行方式，在一定程度上減少了電能的消耗。系統(tǒng)功率因數(shù)在使用過程中會達(dá)到90%以上，可以極大的提高工作效率。高壓變頻器使用皮帶機(jī)能量回饋的方式，可以進(jìn)一步節(jié)省資源的浪費，同時也可以減少其他資源的使用，減少維護(hù)的成本，有效的節(jié)約資金，達(dá)到環(huán)境保護(hù)可持續(xù)發(fā)展的目的。
3.2變頻控制技術(shù)在通風(fēng)機(jī)中的使用
在礦山開采工作中，通風(fēng)機(jī)是一個必不可少的重要設(shè)備。作為礦井的主要通風(fēng)設(shè)施，在礦井開采和挖掘過程中會長時間不間斷的運轉(zhuǎn)，一般被稱之為礦井的呼吸系統(tǒng)。隨著工作的不斷深入，礦井下的風(fēng)壓力也隨之增大，通風(fēng)機(jī)需要增加功率來解決風(fēng)壓的問題，所以通風(fēng)機(jī)的功率調(diào)控就成為了礦井開采中的重要部分。在礦山通風(fēng)機(jī)的使用過程中采用變頻調(diào)速技術(shù)以后，可以按照風(fēng)量的需求來進(jìn)行速度調(diào)整，避免不必要的電能損失，應(yīng)用的效果也十分明顯。因為通風(fēng)機(jī)使用變頻技術(shù)進(jìn)行調(diào)整以后可以實現(xiàn)軟啟動模式，防止在啟動時電流突然對設(shè)備進(jìn)行沖擊，對電網(wǎng)造成損壞，同時還可以隨意控制通風(fēng)機(jī)的啟動和停止。[3]
3.3變頻控制技術(shù)在采礦設(shè)備中的應(yīng)用
采礦設(shè)備的功率較大，所以采礦設(shè)備變頻調(diào)速的系統(tǒng)已經(jīng)從一對多的控制模式逐漸轉(zhuǎn)變成為一對一的控制模式。我國將交流變頻調(diào)速技術(shù)在采礦行業(yè)投入使用，已經(jīng)自主開發(fā)出能量回饋四象限運行交流變頻調(diào)速技術(shù)，已經(jīng)成為了這一領(lǐng)域中的領(lǐng)頭羊。國內(nèi)采用的一般是220KW的運行功率以及380V的變頻調(diào)節(jié)電壓，這樣可以在設(shè)定的轉(zhuǎn)速情況下，達(dá)到固定轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)的目標(biāo)，如果超出額定轉(zhuǎn)速，就會在固定功率調(diào)速和變頻器之間的從屬控制以及轉(zhuǎn)矩平衡控制之間尋求平衡點。我們在實際工作中可以發(fā)現(xiàn)，國產(chǎn)的四象限變頻器調(diào)速電牽引采礦的優(yōu)點在于可以進(jìn)行傾角比較大的采礦工作，也可以實現(xiàn)制動力矩的大幅度變動。同時還可以保證牽引速度的穩(wěn)定，避免下滑跑車的狀況發(fā)生，讓操作變得更加簡便，使其能夠適應(yīng)更加復(fù)雜的工作環(huán)境。
4.總結(jié)
隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，技術(shù)的不斷進(jìn)步，礦山開采行業(yè)之間的競爭也一定會越發(fā)激烈，給企業(yè)帶來許多挑戰(zhàn)。所以使用變頻控制技術(shù)對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行有效的調(diào)整和控制可以提高機(jī)電設(shè)備的安全性和可靠性。實現(xiàn)節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)，對于企業(yè)在同行業(yè)競爭中取得優(yōu)勢具有非常重要的意義。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]周明.變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用[J].河南科技，2012（16）：88-90.
[2]馬國慶.變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014（05）：25.
[3]楊力千.變頻控制技術(shù)在型煤輥壓成型機(jī)中的應(yīng)用[J].電工技術(shù)，2013（05）：66-70.
