煤礦機(jī)電變頻控制技術(shù)與節(jié)能應(yīng)用研究

魏金玉 王衡

摘 要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)及自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步，變頻控制技術(shù)得到了較快發(fā)展，具有高效、便捷及可靠等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。煤礦開(kāi)采中，需消耗大量電能，強(qiáng)化變頻控制技術(shù)的應(yīng)用與節(jié)能，對(duì)行業(yè)發(fā)展意義重大。

關(guān)鍵詞：煤礦;機(jī)電設(shè)備;變頻控制技術(shù);節(jié)能應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TD67 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）07-0068-02

Abstract： With the advancement of computer technology， electronic technology and automation technology， frequency conversion control technology has been developed rapidly， and it has the characteristics of high efficiency， convenience and reliability， and is widely used in industrial fields. In coal mining， a large amount of electric energy is needed， and the application of frequency conversion control technology is great significance to the development of the industry.

Keywords： coal mine;electromechanical equipment;frequency conversion control technology;energy saving application

為滿(mǎn)足當(dāng)前生產(chǎn)力的發(fā)展需求，需不斷更新煤炭資源的開(kāi)采技術(shù)設(shè)備。目前，我國(guó)煤礦開(kāi)采技術(shù)相對(duì)落后，尤其是中小型煤礦開(kāi)采基地，不僅整體生產(chǎn)效率低、能耗大，而且無(wú)法保證作業(yè)人員的人身安全。使用煤礦機(jī)電變頻控制技術(shù)不僅能提升設(shè)備生產(chǎn)效率，降低能源消耗，而且能有效保障煤礦作業(yè)的安全性[1]。

1 變頻節(jié)能技術(shù)概念及現(xiàn)狀

1.1 技術(shù)概念

變頻節(jié)能技術(shù)是一種新型環(huán)保節(jié)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了煤礦機(jī)電設(shè)備性能的優(yōu)化;轉(zhuǎn)換交流電固定頻率，使其成為可變性資源，增強(qiáng)了交流電的利用率;優(yōu)化壓頻比控制模式，突破了傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備控制模式的局限性;控制生產(chǎn)機(jī)電設(shè)備的調(diào)速，轉(zhuǎn)換工頻交流電，改變了設(shè)備內(nèi)電動(dòng)機(jī)的電源頻率[2]。煤礦實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用矢量控制技術(shù)，使用直接轉(zhuǎn)矩控制模式，增強(qiáng)了變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用范圍。

1.2 存在現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，煤礦工程的規(guī)模不斷擴(kuò)大。為滿(mǎn)足可持續(xù)發(fā)展理念的要求，必須應(yīng)用環(huán)保節(jié)能型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。實(shí)踐證明，應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)可有效增強(qiáng)煤礦提升機(jī)、采煤機(jī)等設(shè)備的運(yùn)作效率，有效降低煤礦設(shè)備運(yùn)作中的能量消耗，滿(mǎn)足節(jié)能型工作模式的要求[3]。

2 變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用與節(jié)能

2.1 在提升機(jī)中的應(yīng)用與節(jié)能

提升機(jī)是煤礦開(kāi)采和生產(chǎn)中的重要機(jī)電設(shè)備，確保了物料和作業(yè)人員的安全。傳統(tǒng)提升機(jī)主要采用金屬電阻實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制，采用接觸器切除電阻實(shí)現(xiàn)調(diào)速。因此，傳統(tǒng)提升機(jī)存在很大局限性，如電阻耗能大、散熱不均勻、調(diào)速范圍小及精確度較低等。變頻技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用，改善了提升機(jī)的整體工作性能，主要體現(xiàn)在以下方面。

①變頻技術(shù)與編程器結(jié)合，以編輯制定變換的方式控制繼電器邏輯關(guān)系，達(dá)到電路圖和梯形圖相互轉(zhuǎn)換的效果，進(jìn)而控制提升機(jī)的運(yùn)行流程，保證了提升機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性[4]。

②控制繼電器時(shí)，由于外部線(xiàn)路使用較少，可減少繼電器的使用數(shù)量，以提升控制使用效率，降低故障發(fā)生率。

③出現(xiàn)故障時(shí)，利用編程器的顯示屏可排除故障，提升工作效率。變頻技術(shù)的應(yīng)用保障了提升機(jī)的整體安全性，降低了能源消耗。

2.2 在通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用與節(jié)能

煤礦機(jī)電設(shè)備中，通風(fēng)機(jī)確保了煤礦作業(yè)的安全和質(zhì)量。傳統(tǒng)通風(fēng)機(jī)電設(shè)備調(diào)風(fēng)能力弱，耗能高，不利于深井作業(yè)。變頻控制技術(shù)可根據(jù)礦井的深度調(diào)節(jié)風(fēng)量大小，降低能耗的同時(shí)提升作業(yè)人員的舒適度。隨著開(kāi)挖深度的增加，送風(fēng)壓力逐漸增大，通風(fēng)機(jī)的功率隨之增大。變頻技術(shù)可使通風(fēng)機(jī)的功率在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大，滿(mǎn)足基本的開(kāi)挖要求。實(shí)際工作中，變頻技術(shù)要根據(jù)施工條件調(diào)節(jié)風(fēng)力大小，并根據(jù)煤礦開(kāi)采巷道的變化調(diào)節(jié)風(fēng)速，以實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)配置。此外，變頻控制技術(shù)可達(dá)到變頻軟啟動(dòng)的效果，有效降低或者避免電流過(guò)大對(duì)電網(wǎng)造成的不良影響。變頻技術(shù)的應(yīng)用避免了通風(fēng)機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，增加了通風(fēng)機(jī)的使用壽命，降低了維護(hù)成本，提升了工作效率[5]。

2.3 在采煤機(jī)中的應(yīng)用與節(jié)能

在采煤機(jī)設(shè)備工作模塊應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，完善了采煤機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)。應(yīng)用電牽引采煤機(jī)時(shí)，該設(shè)備的理論變壓器電壓為380V，最大功率為2×110kW，可滿(mǎn)足變頻器轉(zhuǎn)矩平衡和調(diào)速主從控制的要求。在設(shè)備應(yīng)用模塊應(yīng)用四象限變頻器調(diào)速模塊，可滿(mǎn)足采煤機(jī)的大幅度工作要求，避免牽引速度的不合理變化而導(dǎo)致下滑跑車(chē)狀況[6]。

2.4 在皮帶機(jī)中的應(yīng)用與節(jié)能

皮帶機(jī)主要采用轉(zhuǎn)子串接電阻以改善轉(zhuǎn)矩的方式或者采用減壓空載的方式進(jìn)行啟動(dòng)，整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程消耗時(shí)間較少。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，如果皮帶韌性不足，長(zhǎng)期使用將造成皮帶斷裂。同時(shí)，皮帶機(jī)在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大電流，對(duì)電網(wǎng)形成不良影響，增加了施工作業(yè)的危險(xiǎn)。變頻技術(shù)可改善傳統(tǒng)的不良運(yùn)行方式，減小運(yùn)行中產(chǎn)生的電流，降低施工作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。皮帶機(jī)運(yùn)行中，可根據(jù)皮帶的負(fù)荷調(diào)整工作頻率，以提升電能使用效果[7]。

3 結(jié)語(yǔ)

變頻控制技術(shù)的有效使用可達(dá)到節(jié)約能源的效果。在煤礦機(jī)電設(shè)備中使用變頻技術(shù)，可提升機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率，提高安全系數(shù)，增強(qiáng)煤礦企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳仲?gòu)?qiáng)，裴德勝，孔令龍.關(guān)于煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻技術(shù)的應(yīng)用分析[J].科技傳播，2016（11）：206-207.

[2]栗書(shū)濤.變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用[J].決策與信息，2015（27）：278.

[3]李茂龍.探析變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用[J].低碳世界，2017（4）：77-78.

[4]王勛.煤礦機(jī)電變頻控制技術(shù)與節(jié)能方法研究[J].中國(guó)設(shè)備工程，2018（3）：125-128.

[5]倫杰慧，張立君，孫宏亮.試論煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2013（10）：95.

[6]何新建.變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電中的應(yīng)用研究[J].河南科技，2016（14）：111-112.

[7]王端煥.淺談煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻技術(shù)的應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2012（27）：51-53.