探討變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用

淄礦集團公司岱莊煤礦 山東濟寧 272175

摘要：在煤礦機電設(shè)備的應(yīng)用中，節(jié)能安全，提高效率是當前煤礦生產(chǎn)中最重要的兩條生產(chǎn)原則。尤其隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科技發(fā)展迅速資源需求越來越多，能源短缺的問題越來越明顯，如何更好的實現(xiàn)節(jié)能安全，提高煤礦生產(chǎn)效率，就需要不斷的應(yīng)用新興科技，完善煤礦機電設(shè)備，本文將就變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用進行探討。

關(guān)鍵字：變頻；煤礦；機電設(shè)備；效率；節(jié)能

一、煤礦機電變頻技術(shù)的應(yīng)用原理

1、變頻技術(shù)定義

簡單來說，變頻技術(shù)指的是改變電流頻率的技術(shù)，變頻器是實現(xiàn)變頻技術(shù)的控制裝置，變頻器的構(gòu)成比較復(fù)雜，包括鍵盤\"電源板\"控制主板\"電機電容等器件，在它們的結(jié)合下，使變頻器實現(xiàn)了改變電流頻率的功能。在以往的電氣設(shè)備中，電流頻率是無法改變的，在設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中，轉(zhuǎn)速也不能夠被改變，這樣以來不僅減少了設(shè)備壽命，而且浪費了大量電能，利用變頻技術(shù)就可以解決這些問題，它可以改變設(shè)備的運轉(zhuǎn)速度，根據(jù)生產(chǎn)需求來調(diào)節(jié)設(shè)備，使電氣設(shè)備技術(shù)含量更高。

2、變頻技術(shù)的原理

變頻節(jié)能技術(shù)具有和其他傳統(tǒng)的交流電不一樣的特點，它主要運用了變頻調(diào)速技術(shù)將交流電的固定頻率轉(zhuǎn)化成為了一種能夠被充分利用的變動資源，首先是在功率器件方面，變頻的功率不斷地增大，壓頻比控制方式得到很大改進，控制理論上不斷革新，采用了矢量的控制辦法和進行直接的轉(zhuǎn)矩控制，能夠?qū)嶋H當中的變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到更大的范圍內(nèi)。其次是在新的研發(fā)方向上，出現(xiàn)了模糊自優(yōu)化控制和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等控制方法的創(chuàng)新，整個變頻技術(shù)的集成系統(tǒng)能夠獲得更大范圍上的集中，技術(shù)也由原來比較單一的數(shù)字信息處理，發(fā)展到目前比較先進的高級專用集成電路。變頻調(diào)速就是通過改變電動機電源頻率實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的在不改變電壓的情況下利用了電力半導(dǎo)體器件的通斷作用，將頻率無法改變的交流電轉(zhuǎn)換成了可以改變的交流電，并且通過這種頻率的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)了變頻調(diào)速，變頻技術(shù)的產(chǎn)生給我們的生活帶來了很大的改變，同時也給工業(yè)生產(chǎn)帶來了很大的方便，它從最初的晶閘管到現(xiàn)代的絕緣柵雙極型晶體管控制品閘管，經(jīng)歷了不斷的更新歷程，目前變頻技術(shù)已經(jīng)在各個方面廣泛應(yīng)用。

二、變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用

由于煤礦生產(chǎn)中，對于生產(chǎn)安全的問題要求較為嚴格，所以經(jīng)過很長的時間變頻節(jié)能技術(shù)才逐漸被應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)的機電設(shè)備中，如礦井提升機；空壓機；采煤機；皮帶輸送機等。在經(jīng)過實踐應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)，采用節(jié)能變頻技術(shù)的機電設(shè)備的運轉(zhuǎn)效率大大提高，且比之前未采用該技術(shù)的同一機電設(shè)備的耗能量有了很大幅度的降低，同時也縮減了設(shè)備維修養(yǎng)護的開支，促進了煤礦產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟效益的提升。

1、在采煤機中的應(yīng)用

目前，我國能量回饋型四象限運行的交流變頸調(diào)速采煤技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)額定轉(zhuǎn)速下恒定轉(zhuǎn)矩調(diào)速，額定轉(zhuǎn)速以上恒定功率調(diào)速及兩臺變頻器之間的主從控制和轉(zhuǎn)矩平衡，四象限變頻器調(diào)速電牽引采煤機對大傾角工作面能較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)制動力矩，維持牽引速度基本不變，機器沒有發(fā)生下滑跑車的現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)簡單；控制靈活，操作方便；速度調(diào)節(jié)可靠。

2、在提升機中的應(yīng)用

提升機是煤礦當中的一項重要的機電設(shè)備，對煤礦的生產(chǎn)和人員安全有著重大的作用，傳統(tǒng)的采用在電動機轉(zhuǎn)子電路內(nèi)接入金屬電阻的方法雖然也能夠到達調(diào)速的目的，但是在實際當中，常常會存在著很大的安全隱患和對電能的大量消耗。變頻節(jié)能技術(shù)，主要的是選用交流四象限變頻調(diào)速系統(tǒng)配上變頻防爆提升機，實現(xiàn)數(shù)學(xué)信息的化的控制，在完備的輸入和輸出接口當中，實現(xiàn)對提升機的遠程控制，確保提升機完成擔負著輸送物料和人員的重要任務(wù)。

3、在皮帶輸送機中的應(yīng)用

變頻技術(shù)在皮帶機方面的應(yīng)用具有和提升機相同的原理。在皮帶將井下的煤炭運送到地面上的過程當中，更大地發(fā)揮摩擦力的牽引作用，通過張力變形和摩擦力帶動物體在支撐輥輪上運動，成功地完成煤炭運送工作。在傳統(tǒng)的皮帶機運輸過程當中，采用液力耦合器來實現(xiàn)皮帶機的軟啟動，這常常容易造成皮帶斷裂和老化。采用變頻技能技術(shù)主要是降低電機啟動時的電流波動，減少機電內(nèi)內(nèi)的機械沖擊和發(fā)熱的情況。使得皮帶機的傳送功能能夠獲得最大的發(fā)揮，解決功率平均和同步問題。

4、在流體負荷設(shè)備中的應(yīng)用

變頻節(jié)能技術(shù)在流體負荷設(shè)備中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在風(fēng)機和泵所采用的變頻調(diào)速，在風(fēng)機中變頻調(diào)速的應(yīng)用越來越多，同時出現(xiàn)了為煤礦特殊環(huán)境專門設(shè)計的變頻調(diào)速裝置。改造后的風(fēng)機，實際轉(zhuǎn)速較改進前最低轉(zhuǎn)速下降了很多，電機實際輸出功率為改進前前導(dǎo)器半關(guān)閉時的 1/3 風(fēng)量和風(fēng)壓，更加適合礦井特性，每年可節(jié)約大量的電費。而變頻調(diào)速在礦區(qū)給水；給液用泵中應(yīng)用靈活，明顯降低了設(shè)備的機械沖擊，增加了工藝系統(tǒng)控制的靈活性，提高了產(chǎn)品質(zhì)量?？梢造`活的控制抽水泵的平滑起停；適時加減速，保證了井下液位的恒定，降低了泵空轉(zhuǎn)時間和頻繁起停帶來的大量能耗，機械設(shè)備的損耗也相應(yīng)降低，保證了生產(chǎn)的安全高效運行。

三、變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備應(yīng)用的發(fā)展

隨著科技的發(fā)展和普及，變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用越來越廣泛，我國也正在進行相關(guān)技術(shù)的推廣和開發(fā)，許多新技術(shù)還未真正投入使用，加上我國對能源的利用率提出了新的要求，煤礦產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也在不斷發(fā)生變化，由此看來，變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的發(fā)展空間是非常巨大的?？刂泼旱V安全、保證作業(yè)人員的安全是煤礦企業(yè)面臨的重要任務(wù)。變頻技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用優(yōu)勢可以說是無可比擬的，這種技術(shù)能在一定程度上對風(fēng)機進行智能調(diào)節(jié)，在減小瓦斯爆炸幾率、保障煤礦開采人員的安全方面具有不可替代的作用，變頻技術(shù)還能節(jié)約企業(yè)的成本，深受煤礦企業(yè)的喜愛，這為未來變頻技術(shù)的廣泛應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。變頻技術(shù)在未來廣闊的發(fā)展前景還表現(xiàn)在：煤礦開采環(huán)境非常特殊，對技術(shù)專業(yè)化的要求非常高，而變頻技術(shù)的專業(yè)化符合煤礦開采的需求，比如變頻器在風(fēng)機中的應(yīng)用；煤礦機電設(shè)備的種類很多，變頻技術(shù)的推廣面比較廣，比如可優(yōu)化變頻技術(shù)，更好的解決各種設(shè)備之間的匹配問題；目前，變頻技術(shù)對煤礦機電設(shè)備的改造具有重大的作用，加上機電設(shè)備數(shù)量多，我國的煤礦資源豐富，對變頻技術(shù)的需求量非常大；我國的電子信息技術(shù)發(fā)展迅速，在煤礦機電設(shè)備和礦業(yè)結(jié)構(gòu)的改造中，必然會運用網(wǎng)絡(luò)化管理對變頻技術(shù)進行控制，控制方式的多樣化能使變頻技術(shù)得到更好的更新。

結(jié)語

隨著我國煤炭行業(yè)的規(guī)模不斷擴大，提高煤礦機電設(shè)備水平變得越來越重要，變頻技術(shù)在我們的應(yīng)用經(jīng)驗中可以知道既有很好的工作效率又有很好的節(jié)能效果，并且很大程度上減少了設(shè)備的損壞，提高了設(shè)備的利用率，但我們?nèi)砸粩嗫偨Y(jié)經(jīng)驗完善技術(shù)，在保證能源安全供應(yīng)的情況下提高企業(yè)效益。

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