淺談變頻技術(shù)在煤礦井下的應(yīng)用

莊奎斌

摘要：隨著煤礦生產(chǎn)行業(yè)對于生產(chǎn)成本的要求越來越高，特別是針對煤礦企業(yè)機械用電節(jié)能的要求不斷提高，煤礦企業(yè)對于變頻技術(shù)的需求也不斷的增加。本文重點論述變頻技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，從而更好的為煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)服務(wù)。

關(guān)鍵詞：煤礦井下；變頻節(jié)能技術(shù)

1概述

煤礦企業(yè)需要在井下進行生產(chǎn)，生產(chǎn)環(huán)境較為惡劣，對于生產(chǎn)設(shè)備的要求較高，其中尤其是傳動設(shè)備，對于傳動設(shè)備來說直接影響著煤礦井下的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，對于如何保障良好的傳動系統(tǒng)是一直以來的研究方向，對于煤礦的生產(chǎn)有著很大的影響，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，在傳動系統(tǒng)加入了變頻技術(shù)，變頻技術(shù)的應(yīng)用滿足了異步電動機的多樣性，并且具有可操作性和成本較低等優(yōu)勢，為煤礦企業(yè)的生產(chǎn)帶來了發(fā)展。

煤礦井下工作的環(huán)境較為惡劣并且具有多變性，井下設(shè)施容易受到生產(chǎn)具體條件的影響，在這種環(huán)境下設(shè)備的選擇有一定的要求，需要電氣設(shè)備具有體積小、重量輕的特點，另外由于生產(chǎn)的要求和環(huán)節(jié)問題對于大型設(shè)備的傳動調(diào)速要求也不一樣，如何保障煤礦安全生產(chǎn)，必須提高設(shè)備的傳輸條件和要求，提高工作效率，從而更好的保障煤礦的井下生產(chǎn)，變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用能夠完成對加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)等方面的控制，對于不同的生產(chǎn)設(shè)備都能有效的使用，目前來說多采用PID控制器和PLC控制器配套使用，很好的解決了傳動設(shè)備調(diào)速的問題，對于煤礦的生產(chǎn)起到了有效的促進和發(fā)展，提高了生產(chǎn)效率和安全。

2 變頻節(jié)能技術(shù)的基本原理和發(fā)展

變頻技術(shù)主要指通過改變交流電頻率的方式，達到對設(shè)備的控制自動化，是現(xiàn)代化無附加轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速方式。使用變頻技術(shù)，可通過機電設(shè)備負載段變化值，在系統(tǒng)前段設(shè)定設(shè)備的參數(shù)值，改變設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況，以期提高機電設(shè)備的運轉(zhuǎn)效率。

由于煤礦井下的環(huán)境比較特殊，瓦斯、煤塵等作為主要易燃易爆物質(zhì)，具有一定的危險性，變頻節(jié)能技術(shù)并沒有輕易在井下環(huán)境中應(yīng)用。隨著科技發(fā)展，變頻節(jié)能技術(shù)逐漸被應(yīng)用于機電設(shè)備中。采用了變頻節(jié)能技術(shù)的設(shè)備，可以使得設(shè)備運轉(zhuǎn)效率大大提高，在很大程度上節(jié)約了電能，同時還節(jié)省了用于設(shè)備維護的支出，提高了礦業(yè)公司的經(jīng)濟效益。所以，變頻節(jié)能技術(shù)能夠顯著改善煤礦機電設(shè)備的性能。

3 變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用

3.1 變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用主要設(shè)備就是使用PID控制器和可編程控制器（PLC）控制技術(shù)來進行有效的控制，其中能夠?qū)λ俣鹊募訙p、正反向等實現(xiàn)控制，并且由于井下環(huán)境的復(fù)雜，如何適應(yīng)煤礦的壓風(fēng)、排水、煤礦提升等要求，就需要對變頻調(diào)速提出更高的要求，設(shè)備技術(shù)更為復(fù)雜，本文不做贅述，以下以壓風(fēng)機為基本示例進行相關(guān)研究，壓風(fēng)機中對變頻技術(shù)的有效應(yīng)用就從一方面表明了變頻調(diào)速技術(shù)的經(jīng)濟成本低和操作優(yōu)越性。

通常情況下來說壓力風(fēng)機的操作是黨罐內(nèi)壓力達到預(yù)定值之后壓力調(diào)節(jié)器就會作用，從而處于閑置狀態(tài)，對儲罐壓力進行不斷的降低，降低到一定程度之后機器恢復(fù)原來的工作狀態(tài)，但是在具體的工程工作中，空氣壓縮機很難達到理想的空氣壓力，并且在輸出過程中壓力會有較大程度的波動，對氣動工具造成影響，直接耽誤了工程的效率，通過變頻技術(shù)的加入之后能夠?qū)諝鈮嚎s機的氣壓輸出有所保障，基本保持在正常的工作水平，對于煤炭開采的工作效率有了很大程度的提高，相較于傳統(tǒng)的PID控制方法，能夠?qū)z測信號直接反饋，從而控制變量，根據(jù)兩者之間的對比差異不斷調(diào)整從而進行有效的控制，具體來說就是當儲氣罐壓力超出預(yù)定值時，就要對壓縮空氣同氣倉進行調(diào)節(jié)，直到平衡狀態(tài)，相反，如儲氣罐壓力低于目標，應(yīng)調(diào)節(jié)儲氣罐壓力同目標壓力近視平衡?？偟膩碚f就是在風(fēng)機運行中加入變頻調(diào)速技術(shù)之后，能夠有效的保持空氣壓縮機的恒定生產(chǎn)，保證空氣壓縮機的輸出壓力處在恒定的狀態(tài)，促進了生產(chǎn)的高效安全的進行。

3.2 變頻技術(shù)在通風(fēng)機中的有效應(yīng)用在煤礦開采作業(yè)中，通風(fēng)機中具有十分重要的作用。通常被稱為煤礦開采工程的呼吸系統(tǒng)。在煤礦井下作業(yè)的過程中，通風(fēng)機運轉(zhuǎn)時間較長，要保持通風(fēng)系統(tǒng)的一直運轉(zhuǎn)。因此，隨著煤礦企業(yè)開采作業(yè)中的開采深度的增加，通風(fēng)機需要的功率也要不斷增加。所以，對通風(fēng)機的技能要求也在不斷增加，而且通風(fēng)機在啟動的過程中存在很大的問題，其中電流過大容易導(dǎo)致機電設(shè)備損害，對電網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生摩擦和損耗，在通風(fēng)機中應(yīng)用變頻技術(shù)，不僅能對風(fēng)機運轉(zhuǎn)實現(xiàn)有效的控制，最重要的是能實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，達到通風(fēng)機軟啟動的效果，進一步延長通風(fēng)機的使用周期。

3.3 在煤礦空氣壓縮機上的有效應(yīng)用。在煤礦空氣壓縮機上應(yīng)用變頻技術(shù)也取得了很好的工作效果，通常來說在煤礦風(fēng)動電機的應(yīng)用中空氣壓縮機是主要的動力來源，通過交流電機的帶動電動機能夠持續(xù)處在工作狀態(tài)，空氣壓縮機的主要工作狀態(tài)就是通過上下兩點進行有效的控制，也就是說交流電機持續(xù)處在工頻運行的環(huán)境下，一旦空壓機氣缸壓力達到預(yù)設(shè)壓力值就會自動關(guān)閉空壓機氣閥，這時候就不再有壓縮氣體的產(chǎn)生，電動機處在空載狀態(tài)，電動機的空載狀態(tài)就會造成壓力的不斷下降，壓力下降到一定程度時候接近預(yù)設(shè)值時候，空壓機氣閥會自動打開，從而繼續(xù)產(chǎn)生壓縮空氣，這時候電動機重新運行處于負載狀態(tài)，由于在煤礦的具體生產(chǎn)過程中，實際用氣量和產(chǎn)氣量很難達到平衡，這就會使空壓機頻繁的空載和負載，這種頻繁的變化對于電網(wǎng)以及電動機來說都會產(chǎn)生嚴重的影響，這就對變頻技術(shù)提出了新的要求，變頻技術(shù)具有很多方面的優(yōu)勢，其中包括控制精度較高、容易上手、維護工作簡單等，變頻技術(shù)的應(yīng)用能夠在負載變化過程中不用進行改動，針對具體的井下工程來說要對轉(zhuǎn)速進行科學(xué)的調(diào)整，變頻器驅(qū)動方式，從根本上改變了傳統(tǒng)的空氣壓縮機加載與卸載供氣控制方式，通過調(diào)整電機用氣量的大小來實現(xiàn)轉(zhuǎn)速自動調(diào)控，以確保供氣壓力自身的恒定性，使壓縮機的啟停次數(shù)減少。

4 結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展中變頻調(diào)速技術(shù)也發(fā)展迅速，廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域當中，在煤礦的開采中也是一樣，變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用對于煤礦生產(chǎn)來說很大程度的提高了工作效率，降低了工作強度，并且對于社會經(jīng)濟和價值的促進也有所促進，隨著變頻技術(shù)的不斷發(fā)展，在將來將會更好的適用于煤礦的生產(chǎn)工作中。

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