變頻技術(shù)在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中的應(yīng)用實(shí)踐

王玉全

摘 要：變頻技術(shù)在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中的有效應(yīng)用，一方面能夠?yàn)闄C(jī)電設(shè)備的使用提供更完善的電力維護(hù)措施，避免電網(wǎng)波動(dòng)等問題對(duì)機(jī)電設(shè)備造成損傷，由此延長(zhǎng)設(shè)備的可使用壽命；另一方面，憑借電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)，更便于為自動(dòng)化與智能化技術(shù)的融入提供渠道，使煤礦采掘工作質(zhì)量與效率顯著提升。本文基于變頻技術(shù)原理展開分析，期望根據(jù)技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)為后續(xù)煤礦機(jī)電工程構(gòu)建提供良好參照。

關(guān)鍵詞：變頻技術(shù)；現(xiàn)代煤礦；機(jī)電工程；應(yīng)用分析

煤礦機(jī)電工程是我國現(xiàn)代保障煤礦企業(yè)采掘工作正常開展的前提，更是決定企業(yè)經(jīng)濟(jì)體系構(gòu)建水準(zhǔn)的基礎(chǔ)。根據(jù)以往機(jī)電工程應(yīng)用資料可知，在煤礦惡劣的運(yùn)行環(huán)境中，機(jī)電設(shè)備經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障狀況，不但影響了煤礦采掘工作的正常開展，同時(shí)也極易對(duì)員工生命安全造成傷害。因此，憑借變頻技術(shù)節(jié)能與設(shè)備可控性的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)當(dāng)被予以著重研究。

1 變頻技術(shù)的應(yīng)用原理分析

變頻技術(shù)是基于電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電機(jī)操控技術(shù)相結(jié)合的新型管理技術(shù)。在此類技術(shù)應(yīng)用過程中，能夠憑借半導(dǎo)體器件將工頻電源轉(zhuǎn)換成其他頻率的能源，以此降低外界環(huán)境對(duì)電能的影響，并提升能源設(shè)備的可控性。期間，能源頻率的轉(zhuǎn)換主要是通過調(diào)節(jié)交流電壓實(shí)現(xiàn)的，待交流電壓變成直流電壓后，經(jīng)由逆變器可再將其調(diào)控成其他頻率類型的交流電壓，以便交流電機(jī)能夠被持續(xù)驅(qū)動(dòng)。借由此種技術(shù)特性，變頻技術(shù)能夠按照?qǐng)鼍疤攸c(diǎn)設(shè)定自動(dòng)加速與減速的方案，以此實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平滑運(yùn)轉(zhuǎn)的要求，從而提升能源可利用的效率。另外，變頻技術(shù)在能源利用率方面更具優(yōu)勢(shì)，能夠有效緩沖設(shè)備使用機(jī)械沖擊力，使得設(shè)備元件耐用性得到了明顯提升，有效降低了機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率。

2 現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中變頻技術(shù)的應(yīng)用

2.1 變頻技術(shù)在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用

風(fēng)機(jī)是為礦井提供通風(fēng)保障的關(guān)鍵設(shè)備，更是為維護(hù)采礦人員生命安全的前提。根據(jù)以往設(shè)備資料可知，風(fēng)機(jī)使用主要采用礦井內(nèi)部環(huán)境調(diào)節(jié)通風(fēng)可行性的措施滿足功能性要求，此類調(diào)節(jié)措施雖然合理，但是設(shè)備操作極為復(fù)雜，若出現(xiàn)偏差極易導(dǎo)致風(fēng)機(jī)停止通風(fēng)，不但難以維修此類工程設(shè)備，同時(shí)更極易對(duì)采礦人員的生命安全帶來損害。變頻技術(shù)在煤礦風(fēng)機(jī)中的有效應(yīng)用，能夠通過有效改善系統(tǒng)操作困難的問題，避免操作失誤等問題對(duì)煤礦采掘工作造成影響，同時(shí)憑借變頻技術(shù)操作平臺(tái)的搭建，更便于調(diào)控風(fēng)機(jī)能源供應(yīng)參數(shù)，以此降低電網(wǎng)波動(dòng)或環(huán)境問題對(duì)風(fēng)機(jī)設(shè)備造成影響，并為煤礦采掘工作的可持續(xù)開展奠定扎實(shí)基礎(chǔ)，使礦井內(nèi)部通風(fēng)量持續(xù)滿足要求。

2.2 變頻技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用

煤礦提升機(jī)是為設(shè)備與人員運(yùn)輸提供垂直輸送渠道的常用機(jī)電設(shè)備。在提升設(shè)備使用過程中，因?yàn)樵O(shè)備經(jīng)常面臨啟動(dòng)、加速、減速與制動(dòng)的過程，所以電網(wǎng)與負(fù)荷系數(shù)經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生變化，若并未提供適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，則極易影響電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。與此同時(shí)，在提升機(jī)設(shè)備使用過程中，經(jīng)常會(huì)面臨機(jī)械性沖擊與碰撞等問題，如此提升機(jī)元件極易遭受損傷，長(zhǎng)此以往勢(shì)必會(huì)影響機(jī)械設(shè)備使用的安全性。

變頻技術(shù)在提升機(jī)的有效利用，首先能夠提供更好的調(diào)速性能，使機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)得到更顯著的節(jié)能效果，避免電網(wǎng)與負(fù)荷參數(shù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性造成影響，同時(shí)憑借變頻技術(shù)更便于自主操控機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率，使煤礦企業(yè)機(jī)電工程體系的構(gòu)建質(zhì)量得到顯著提升。其次，根據(jù)煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行惡劣的環(huán)境可知，頻繁的開啟和關(guān)閉極易對(duì)設(shè)備元件造成持續(xù)性的損害，而變頻技術(shù)的有效利用能夠?yàn)闄C(jī)電設(shè)備提供更全面保護(hù)措施，避免頻繁的調(diào)速措施對(duì)電阻造成損傷，同時(shí)借助變頻技術(shù)更便于在短時(shí)間內(nèi)喚醒機(jī)電系統(tǒng)，由此也提升了提升機(jī)的使用效率。最后，變頻技術(shù)的應(yīng)用有效降低了提升機(jī)電網(wǎng)的波動(dòng)，避免了空載電能損耗問題，使電能的利用率得以提升，更滿足了我國生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的需要。

實(shí)踐中可以看到，隨著變頻技術(shù)在煤礦提升機(jī)中的有效應(yīng)用與改進(jìn)，一些新的技術(shù)設(shè)備不斷出現(xiàn)，比如提升機(jī)專用變頻器、風(fēng)光提升機(jī)變頻器等，他們的兼容性非常的好，而且設(shè)備性能也得到了非常大改進(jìn)和，在煤礦機(jī)電及生產(chǎn)過程中的應(yīng)用非常廣泛。

2.3 變頻技術(shù)在空氣壓縮機(jī)中的應(yīng)用

一般而言，煤礦風(fēng)動(dòng)機(jī)電運(yùn)行動(dòng)力基本上都來源于空氣壓縮機(jī)，并且通過交流電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，因此電動(dòng)機(jī)會(huì)一直處于全速工作狀態(tài)下。對(duì)于空氣壓縮機(jī)而言，通常其采用上下兩點(diǎn)控制模式實(shí)現(xiàn)壓力控制，即交流電動(dòng)機(jī)一直處于工頻運(yùn)行狀，當(dāng)空壓機(jī)氣缸壓力與預(yù)設(shè)壓力值基本一致時(shí)，就會(huì)關(guān)閉空壓機(jī)進(jìn)氣閥，此時(shí)不會(huì)再產(chǎn)生壓縮氣體，電動(dòng)機(jī)處于空載狀態(tài)下；隨著壓力的不斷下降，接近預(yù)設(shè)壓力時(shí)，空壓機(jī)氣閥便隨之打開，產(chǎn)生壓縮空氣，此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于重載狀。實(shí)踐中可以看到，因煤礦實(shí)際用氣量與產(chǎn)氣量之間不可能一致，所以就會(huì)導(dǎo)致空壓機(jī)頻繁加載、卸載，進(jìn)而對(duì)電網(wǎng)、電動(dòng)機(jī)以及空壓機(jī)差生不利影響。對(duì)于變頻技術(shù)而言，其通常具有控制精度高、易操作以及免維護(hù)等特性。若普通電動(dòng)機(jī)應(yīng)用變頻技術(shù)來調(diào)速，可在其拖動(dòng)負(fù)載過程中無需進(jìn)行改動(dòng)，但針對(duì)具體的生產(chǎn)工藝要求，應(yīng)當(dāng)對(duì)轉(zhuǎn)速輸出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。變頻器驅(qū)動(dòng)方式，從根本上改變了傳統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)加載與卸載供氣控制方式，通過調(diào)整電機(jī)用氣量的大小來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)控，以確保供氣壓力自身的恒定性，這樣電機(jī)就可以在低于額定轉(zhuǎn)速的情況下依然連續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使壓縮機(jī)的啟停次數(shù)減少。

2.4 變頻技術(shù)在皮帶輸送機(jī)中的應(yīng)用

對(duì)于煤礦機(jī)電工程而言，其應(yīng)用最多的運(yùn)輸裝置即為皮帶輸送機(jī)。傳統(tǒng)模式下，以交流電動(dòng)機(jī)工頻拖動(dòng)為主，傳動(dòng)操作過程中需通過液力耦合器來實(shí)現(xiàn)，因此表現(xiàn)出啟動(dòng)電流沖擊大、以及傳動(dòng)效率低等特點(diǎn)，液力耦合器、皮帶等，會(huì)受到非常嚴(yán)重的磨損和影響，維修、維護(hù)成本會(huì)隨之升高。當(dāng)煤礦皮帶輸送機(jī)中應(yīng)用變頻器軟啟動(dòng)設(shè)備和技術(shù)以后，皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)有效的軟啟動(dòng)，減少皮帶啟動(dòng)過程中產(chǎn)生的張力，進(jìn)而減少皮帶損傷。同時(shí)。還可以將運(yùn)輸速度按照輸送量的大小進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源之目標(biāo)。

3 結(jié)束語

變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電工程中的有效利用，不但能夠根據(jù)煤礦機(jī)電運(yùn)轉(zhuǎn)需求提供更詳細(xì)的參數(shù)補(bǔ)償措施，避免機(jī)械沖擊與電網(wǎng)波動(dòng)等問題，使機(jī)械設(shè)備的使用更具安全性特點(diǎn)，同時(shí)憑借變頻數(shù)據(jù)操控平臺(tái)，更便于大范圍審查機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀況，使設(shè)備系統(tǒng)可控性顯著提升，并以便為后續(xù)自動(dòng)化與智能化技術(shù)落實(shí)奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。故而，在論述變頻技術(shù)在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中的應(yīng)用期間，必須明確變頻技術(shù)應(yīng)用的要求與難點(diǎn)，并提供完善的技術(shù)實(shí)施方案，才能為后續(xù)煤礦機(jī)電工程的運(yùn)轉(zhuǎn)提供更全面的技術(shù)保障。

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