煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用研究

摘 要：我國(guó)擁有大量的煤礦資源，人們對(duì)于煤炭資源的需求量也很大，隨著人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題、安全問(wèn)題的重視，在進(jìn)行煤炭資源開(kāi)采時(shí)，需要注意的地方也越來(lái)越多。變頻技術(shù)就是節(jié)能環(huán)保的一個(gè)重要研究方向。本文主要就煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電設(shè)備；變頻節(jié)能技術(shù)；采煤機(jī)

中圖分類號(hào)：TD40 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）36-0207-01

引 言

就我國(guó)當(dāng)前煤礦的實(shí)際情況而言，企業(yè)在開(kāi)采煤礦時(shí)，高度關(guān)注的內(nèi)容是安全生產(chǎn)工作，因此，在煤礦中對(duì)變頻節(jié)能技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。在最近幾年，科技在不斷的進(jìn)步，國(guó)家也在大力宣傳節(jié)能思想，在煤礦企業(yè)的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中逐漸運(yùn)用變頻節(jié)能技術(shù)。比如皮帶輸送機(jī)，提高了機(jī)電設(shè)備的工作效率，大大提高了設(shè)備性能，在一定程度上降低了設(shè)備運(yùn)行所消耗的能量，有利于節(jié)能。與此同時(shí)，減少了設(shè)備維修與修理的費(fèi)用，降低了支出，提高了煤礦的經(jīng)濟(jì)效益。

1 變頻節(jié)能技術(shù)概述

變頻節(jié)能技術(shù)利用半導(dǎo)體器件的調(diào)節(jié)作用改變交流電源的頻率，將原本固定的頻率調(diào)整為用戶所需頻率，達(dá)到降低設(shè)備功耗的目的。該技術(shù)的核心元件是變頻器，主要由逆變器、控制部分、整流晶閘管和中間直流環(huán)節(jié)四個(gè)部分組成，見(jiàn)圖1。將變頻器加裝到線路之后，線路中發(fā)動(dòng)機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行頻率就會(huì)被變頻器控制，達(dá)到控制設(shè)備運(yùn)行速度的目地。在煤礦機(jī)電設(shè)備中，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載會(huì)因?yàn)閷?shí)際任務(wù)的不同而頻繁變化，因此安裝變頻器來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的工作頻率將會(huì)大大減少設(shè)備的能源損耗，優(yōu)化設(shè)備性能。

變頻器在工作過(guò)程中，交流工頻電源先通過(guò)一個(gè)整流器，此時(shí)頻率、電壓不可調(diào)節(jié)的交流電就會(huì)被轉(zhuǎn)換成直流電，之后在運(yùn)行指令的控制下，控制電路會(huì)對(duì)電源的頻率和幅值進(jìn)行控制，之后再通過(guò)逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為當(dāng)前狀態(tài)下電機(jī)所需的頻率、電壓可調(diào)的交流電來(lái)帶動(dòng)負(fù)載工作，具體可見(jiàn)圖2。通常情況下，我們還需要給變頻器安裝一些輔助設(shè)備比如自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)、噪聲消除器等來(lái)保證輸出電流的安全可靠性。大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，與工頻相比，各種負(fù)載在變頻狀態(tài)下運(yùn)行，其效率在不同程度上各有提升。

2 煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 在采煤機(jī)中的應(yīng)用

采煤機(jī)一旦出現(xiàn)故障，整條生產(chǎn)線必須停止工作。變頻器節(jié)能技術(shù)的引入，在很大程度上有效地解決了這一難題。就我國(guó)當(dāng)前煤礦的實(shí)際情況而言，采煤機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)逐步得到完善，當(dāng)前是“一拖一”的狀態(tài)，交流變頻調(diào)速采煤技術(shù)發(fā)展得越來(lái)越快，現(xiàn)在處于世界領(lǐng)先地位，水平較高。我國(guó)的電牽引采煤機(jī)在大量試驗(yàn)試驗(yàn)后，可以得出其行走功率最大為2×110kW，變頻器電壓380V，所以，我國(guó)的電牽引采煤機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)額定轉(zhuǎn)速下恒定轉(zhuǎn)矩調(diào)速。

2.2 在提升機(jī)中的應(yīng)用

在我國(guó)的煤礦機(jī)電設(shè)備中一項(xiàng)重要的機(jī)電設(shè)備是提升機(jī)，提升機(jī)具有非常重要的作用，在煤礦的生產(chǎn)和人員安全方面起著很關(guān)鍵的作用。在以前傳統(tǒng)的煤礦機(jī)電設(shè)備中，在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路內(nèi)接入金屬電阻，這種方法雖然可以調(diào)速，達(dá)到要求，但是在實(shí)際的操作過(guò)程中，存在著很大的安全隱患，而且這種方法大量消耗電能。變頻節(jié)能技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用，有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)信息的化的控制，提高提升機(jī)的控制力，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，有效完成重要任務(wù)。

2.3 在皮帶輸送機(jī)中的應(yīng)用

變頻節(jié)能技術(shù)對(duì)皮帶輸送機(jī)的應(yīng)用與變頻節(jié)能技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用，在原理方面是一樣的。通過(guò)皮帶輸送機(jī)，將井下的煤炭運(yùn)送到地面上，在這一過(guò)程中，最大限度發(fā)揮摩擦力的牽引作用，借助張力變形和摩擦力，促進(jìn)物體在支撐輥輪上運(yùn)動(dòng)，確保成功輸送煤炭，保質(zhì)保量地完成任務(wù)。皮帶輸送機(jī)在傳統(tǒng)的工作狀態(tài)下，為了實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的軟啟動(dòng)，會(huì)采取液力耦合器，在工作的過(guò)程中，容易造成皮帶斷裂和老化；變頻節(jié)能技術(shù)在皮帶輸送機(jī)的應(yīng)用，有效地解決了這個(gè)問(wèn)題，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，大大降低了電流波動(dòng)，減少了機(jī)電內(nèi)的機(jī)械沖擊，在一定程度上減少了機(jī)電內(nèi)的發(fā)熱情況。

2.4 在流體負(fù)荷設(shè)備中的應(yīng)用

在我國(guó)的煤礦機(jī)電設(shè)備中，變頻節(jié)能技術(shù)在流體負(fù)荷設(shè)備中的應(yīng)用非常有必要。變頻節(jié)能技術(shù)在流體負(fù)荷設(shè)備中的應(yīng)用有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量，促進(jìn)工藝系統(tǒng)控制更加靈活，增加其靈活性。在泵空轉(zhuǎn)時(shí)間和頻繁起停時(shí)，會(huì)消耗能源，應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)有利于降低消耗，促進(jìn)煤礦的安全高效運(yùn)行。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，變頻技術(shù)在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中的運(yùn)用能夠達(dá)到良好的節(jié)能效果，確保機(jī)械工程調(diào)速性能的穩(wěn)定。在節(jié)能減排和科學(xué)發(fā)展觀的深入發(fā)展下，變頻技術(shù)在我國(guó)的煤礦工程中得到了廣泛的推廣和運(yùn)用，同時(shí)，借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)各種機(jī)電設(shè)備的不同功能需求，擁有廣闊的發(fā)展前景，在未來(lái)發(fā)展中需要引起相關(guān)人員的關(guān)注和重視。

參考文獻(xiàn)

[1]張立文.變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用探析[J].中國(guó)設(shè)備工程，2017（24）：213～215.

[2]張志強(qiáng).煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)研究[J].山西能源學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，30（04）：33～35.

收稿日期：2018-11-12