變頻控制技術在煤礦機電設備中的應用

栗書濤河南神火煤電股份有限公司新莊煤礦 商丘永城 476600

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變頻控制技術在煤礦機電設備中的應用

栗書濤
河南神火煤電股份有限公司新莊煤礦 商丘永城 476600

[摘要]在礦山能源消耗中，礦山機電設備占據(jù)的比重較大，并作為主要的大功率消耗設備得到應用。變頻控制技術已逐漸在我國礦山機電設備中得到推廣應用，有效地將機電設備的正常使用功耗減少，顯著延長了大型機電設備的使用壽命，是機電設備科學技術現(xiàn)代化的重要標志。本文主要分析和研究了礦山機電設備的變頻控制技術，旨在通過對變頻控制技術的科學分析，實現(xiàn)機電設備整體應用有效的提升。

[關鍵詞]煤礦機械；變頻控制技術；應用

近些年來，隨著我國科學技術水平的快速發(fā)展，變頻控制技術作為先進的科學技術手段正被廣泛應用于我國煤礦機電設備之上，并取得了驕人的成績。可以說變頻控制技術的應用，不僅在很大程度上提高了我國煤礦企業(yè)的生產(chǎn)、加工效率，降低了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)成本，還進一步做到了煤礦機電設備的節(jié)能環(huán)保，加強了煤礦企業(yè)的市場競爭能力。所以，如何做好變頻控制技術在煤礦機電設備中的應用就顯得尤為重要。以下筆者即結合個人實踐工作經(jīng)驗，對煤礦機電設備的變頻控制技術進行粗淺的探討，以供參考。

一、變頻技術的概述

在動力設計過程中，煤礦機電設備在正常使用狀態(tài)下無需在滿載負荷狀況下進行長時間工作，為了使設備能夠與動力要求相滿足，而不會引起能源浪費問題，有必要將變頻技術在設備使用過程中得到運用，避免設備有多余的力矩產(chǎn)生，變頻技術主要包括點擊傳動技術、計算機技術以及電力電子技術，是將強弱電與機械設備相結合的綜合技術。變頻技術的基本原理是將工頻電流信號通過半導體元件轉換為其他頻率，再進一步將轉換的工頻交流電轉換為直流電，依靠逆變器控制調節(jié)電壓和電流，使機電設備能夠達到無級調速。更進一步地講，煤礦機電設備中的變頻技術就是利用電機轉速與電流頻率之間的同比增長關系，通過改變電流頻率來控制電機轉速，實現(xiàn)對機電設備的有效合理控制。通過變頻技術能夠實現(xiàn)對電機的平穩(wěn)、自動加減速控制，提高電機的工作效率并減小能源消耗。變頻器的電路通常分為四個部分，包括整流、直流、逆變和控制部分，各個部分相輔相成，共同控制著電機的工作，共同實現(xiàn)對設備轉速的自動、節(jié)能、高效控制。

隨著全國各地煤礦資源的不斷開采，可利用的煤礦資源越來越少，各個煤礦開采企業(yè)之間的競爭也越來越激烈，煤炭企業(yè)作為用電大戶，噸煤電耗已經(jīng)作為煤礦企業(yè)的一項重要經(jīng)營指標，能否有效提高機械設備的節(jié)能效率、減少污染排放在很大程度上決定著企業(yè)的綜合競爭力。在煤礦機械電設備中融入變頻技術是節(jié)能減排、提高企業(yè)競爭力、保護環(huán)境、保證企業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展的一項重要舉措。在當前煤礦開采作業(yè)中，機械設備的用電量占用電總量的70%以上，因此變頻技術具有很大的節(jié)能潛力，是煤礦開采企業(yè)節(jié)能減排的關鍵，在煤礦生產(chǎn)中具有十分重要的意義。

二、變頻控制技術在煤礦機電設備中的應用

1.變頻控制技術應用于通風機

通風機是依靠機械能增加氣體壓力并不斷排送氣體的機械設備，具有噪音低、通風量大、效率高等特點。通風機廣泛應用于我國礦山工業(yè)領域，可以向礦山作業(yè)井下輸送大量的新鮮空氣，也可以用于礦井工作面的通風和除塵工作，因此，通風機的正常使用對于保證礦山井下作業(yè)的安全性非常重要。

將變頻控制技術有效應用于礦山通風機設備中，一方面可以實現(xiàn)對風量的精確調節(jié)，為礦山井下提供適量的新鮮空氣，保證礦山井下作業(yè)的安全性；另一方面，通過變頻控制技術可以根據(jù)井下作業(yè)的具體需求調節(jié)通風機功率，改變通風量，在保證安全作業(yè)的前提下有效降低功耗，避免不必要的資源消耗，同時可以減少通風機的機械損耗，有效延長通風機的使用壽命。將變頻控制技術應用于通風機，具有安全、節(jié)能的優(yōu)勢，具有一定的現(xiàn)實效益。

2.變頻控制技術應用于提升機

提升機是依靠機械能改變重物的勢能進行重物運輸?shù)拇笮蜋C械設備，具有功率較大、提升能力較強、運行穩(wěn)定性高、壽命相對較長等特點，廣泛應用于我國礦山工業(yè)領域。礦井提升機是通過電機帶動鋼絲繩移動，從而帶動容器在井筒中升降完成礦井運輸作業(yè)的大型機械設備，主要用于礦山作業(yè)中材料和人員運輸工作，提升機的正常運行是礦井作業(yè)正常進行的必要條件。

將變頻控制技術應用于礦井提升機中，一方面可以通過電腦程序控制提升機動力系統(tǒng)，有效改善提升機的轉換性能，提高運行和轉換的穩(wěn)定性；另一方面，可以通過程序對提升機運行過程進行精確控制，結合需求改變升降速度，達到節(jié)能環(huán)保的要求，同時減少運行系統(tǒng)內部的機械磨損，延長提升機的使用壽命。

3.變頻控制技術應用于皮帶機

皮帶機是依靠機械摩擦驅動力帶動重物移動從而完成運輸任務的機電設備，主要通過電機帶動傳送帶移動而達到運輸?shù)哪康?，具有組成結構相對簡單、工作穩(wěn)定性高、輸送物質范圍較廣、輸送能力較強等特點，在我國礦山工業(yè)領域應用最為廣泛，發(fā)揮主要的輸送功能。因此，皮帶機的總體功率消耗遠大于提示機和通風機等基本設備，是礦山大型機電設備中功率消耗最大的機電設備。皮帶機在運行過程中需要承受重物壓力產(chǎn)生的形變，電機表面會積累大量的熱量，加速皮帶機的老化。

將變頻控制技術應用于皮帶機中，可以根據(jù)皮帶機的負載變化而調節(jié)皮帶機的運行功率，一方面可以提升皮帶機的運行穩(wěn)定性，減少不必要的因素干擾給皮帶機帶來的破壞性；另一方面可以在滿足輸送需求的前提下達到節(jié)能環(huán)保的要求，同時可以減少不必要的熱量帶來的老化現(xiàn)象，延長皮帶機的使用壽命。

4.變頻控制技術應用于渣漿泵

渣漿泵是借助離心驅動力將電能轉化為介質的動能和勢能的機電設備，具有機械功率較大、功率等級復雜、結構相對復雜等特點，是我國礦山工業(yè)領域應用最為廣泛的機電設備之一。渣漿泵在礦山工業(yè)作業(yè)時經(jīng)常需要長時間不間斷運行，功率消耗非常大。

將變頻控制技術應用于渣漿泵中具有很大的現(xiàn)實效益，一方面可以改善渣漿泵的加速模式，通過程序控制實現(xiàn)平穩(wěn)加速，減少啟動時對整體電網(wǎng)的沖擊力，提升運行時的安全性；另一方面，可以根據(jù)負載的變化調節(jié)運行功率，在節(jié)能環(huán)保的同時減少設備的機械損耗，延長設備使用壽命。

三、結語

綜上所述，作為先進的科學技術手段，變頻控制技術在煤礦機電設備中的應用不僅能夠使煤礦機電設備的加工和生產(chǎn)效率提升，而且降低了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)及加工成本，在很大程度上使煤礦企業(yè)的生產(chǎn)、加工環(huán)境以及傳統(tǒng)的機械作業(yè)手段得到改變。所以，加強變頻控制技術在煤礦機電設備中的應用，早已成為對煤礦企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)水平進行衡量的重要手段，因此，進一步加強分析變頻技術，對變頻控制技術在煤礦機電設備中的應用范圍得到擴大，因此值得工作人員深入探討。

參考文獻

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