變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電中的應(yīng)用

文/臧利華

近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電子技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出日益加快面貌。與此同時(shí)，變頻控制技術(shù)也在日常的生產(chǎn)中得到很好的應(yīng)用，并發(fā)展相對(duì)成熟，又因?yàn)槠渚哂泄?jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)，使其成為新時(shí)期生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的一種極為重要的技術(shù)。近年來(lái)，相關(guān)工作人員開始將這項(xiàng)技術(shù)融入煤礦電機(jī)中，并取得了良好的效果。

1 變頻控制技術(shù)

1.1 變頻控制技術(shù)的概念

變頻控制技術(shù)是一種綜合性的技術(shù)，它將電力電子技術(shù)、微機(jī)技術(shù)和電傳動(dòng)技術(shù)集合在一起，呈現(xiàn)出機(jī)電一體、強(qiáng)弱電混合的效果。在實(shí)質(zhì)上，變頻控制技術(shù)是一種對(duì)電能做出控制的技術(shù)，即利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用來(lái)將一種工頻電源轉(zhuǎn)換為另一種頻率的裝置。這一項(xiàng)技術(shù)的基本原理是將整流橋來(lái)將工頻電壓轉(zhuǎn)化為直流電壓，繼而將逆變器轉(zhuǎn)換為電壓和頻率都可以進(jìn)行調(diào)節(jié)的驅(qū)動(dòng)電源，最終的目的是提供合適的電壓和電流，以促進(jìn)電動(dòng)機(jī)無(wú)極調(diào)速能夠很好地實(shí)現(xiàn)。變頻控制技術(shù)作為一種調(diào)速方式，具有高效性、無(wú)附加轉(zhuǎn)差損耗的特點(diǎn)。在目前形勢(shì)之下，能源危機(jī)是一個(gè)嚴(yán)峻的問(wèn)題，變頻控制技術(shù)在這一大背景之下受到重視的原因，就在于其能夠?qū)⑵交?、自?dòng)減速和增速做到平滑，從而進(jìn)一步提升機(jī)電設(shè)備的工作效率。

1.2 變頻技術(shù)的發(fā)展

在在形勢(shì)之下，電力電子和控制理論技術(shù)的發(fā)展速度日益加快。在這個(gè)大背景之下，變頻技術(shù)的發(fā)展空間十分廣大，并且在應(yīng)用上范圍也較為廣泛、發(fā)展速度較快。將智能模塊應(yīng)用到功率器件當(dāng)中、將控制理論進(jìn)行不斷改進(jìn)等措施使得變頻技術(shù)具有很多優(yōu)勢(shì)。

1.3 變頻控制技術(shù)在煤礦生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的重要性

在現(xiàn)階段，我國(guó)社會(huì)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的面貌，我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)速度也在日益加快。在這樣的趨勢(shì)之下，社會(huì)對(duì)于能源的需求量較大，對(duì)于能源的應(yīng)用也較多?，F(xiàn)階段，我國(guó)的能源供求大致平穩(wěn)。作為一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性能源，煤礦這項(xiàng)能源在我國(guó)人民群眾的日常生產(chǎn)與生活當(dāng)中發(fā)揮著重要的作用，占據(jù)著關(guān)鍵性地位。然而，我國(guó)的煤礦資源的開采已經(jīng)形成了過(guò)度開采的局面，在現(xiàn)階段，我國(guó)的煤礦資源儲(chǔ)存量在不斷降低，由此可見(jiàn)，在我國(guó)生產(chǎn)生活所需的能源當(dāng)中，企業(yè)間對(duì)煤炭資源的競(jìng)爭(zhēng)較為激烈。按照這一情況來(lái)看，為了改善競(jìng)爭(zhēng)情況，需要提升相關(guān)企業(yè)開采煤炭的效率，以緩解煤炭資源的緊張問(wèn)題。然而，若想使得企業(yè)在生產(chǎn)當(dāng)中的效率得到提高，需要提高開采資源的設(shè)備的效率。當(dāng)然，在提升效率的同時(shí)，減少排放物污染和環(huán)保節(jié)約是必不可少的。由此看來(lái)，煤礦企業(yè)需要將最新的、科學(xué)的、高效的技術(shù)應(yīng)用到煤礦開采生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、高效生產(chǎn)的目的。在這樣的情況下，變頻控制技術(shù)顯現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)，在煤礦生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用具有極大的重要性。

2 變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備當(dāng)中的具體應(yīng)用

按照現(xiàn)在的情況來(lái)看，煤礦企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，以此，變頻控制技術(shù)在煤礦行業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用空間十分廣泛，且其自身具有相當(dāng)充足的優(yōu)勢(shì)。雖然，變頻控制技術(shù)在煤礦行業(yè)的應(yīng)用沒(méi)有達(dá)到相當(dāng)成熟的境界，但是為煤炭行業(yè)創(chuàng)造效益方面發(fā)揮了重要作用。

2.1 變頻控制技術(shù)在礦井提升機(jī)當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用

礦井提升機(jī)的主要作用是在煤礦當(dāng)中安全地輸送人員和物料，在煤礦生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中發(fā)揮著重要作用。在傳統(tǒng)的技術(shù)當(dāng)中，礦井提升機(jī)的運(yùn)行是依靠電阻帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作的，然后與鼓型控制器結(jié)合在一起以方便對(duì)速度進(jìn)行調(diào)整。但是，這樣做有一個(gè)缺點(diǎn)，那就是電阻小號(hào)存在較多，容易發(fā)生一些危險(xiǎn)情況，例如：散熱不理想等。傳統(tǒng)模式下的控制系統(tǒng)只能進(jìn)行一些有機(jī)調(diào)速之類的工作，這也是通過(guò)將電阻加入電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這樣的模式具有電阻消耗較大、散熱不通之類的問(wèn)題。與此同時(shí)，由于電阻的調(diào)速范圍較小，因此，工作的精確度得到保障的情況難以實(shí)現(xiàn)。然而，將變頻控制技術(shù)應(yīng)用到礦井提升機(jī)當(dāng)中大大改變了先前的不利狀況，使得以上的困難以及問(wèn)題都得到了良好的解決。變頻控制技術(shù)的應(yīng)用，使得設(shè)備的保護(hù)性以及系統(tǒng)性得到大大提高，更能夠使得機(jī)器更好地實(shí)現(xiàn)平滑、無(wú)極加速和減速。變頻控制技術(shù)在礦井提升機(jī)當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用，主要包括以下三個(gè)方面。

（1）控制繼電器，需要少量的外部線路即可完成操作，使得繼電器的數(shù)量為之減少，從而在很大程度上減少了故障問(wèn)題以及空間不足問(wèn)題的頻繁出現(xiàn)。

（2）在對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行解決時(shí)，通過(guò)編程器和觸摸式顯示屏的結(jié)合來(lái)對(duì)故障進(jìn)行排查，使得處理流程更加簡(jiǎn)便，而且可以更好地掌握電機(jī)以及機(jī)械的故障。

（3）與編程器一起工作，將指令變換作為工作形式，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電控系統(tǒng)中的繼電器的邏輯關(guān)系進(jìn)行良好控制，使得電路圖與梯形圖能夠自由地發(fā)生轉(zhuǎn)換。

2.2 變頻控制技術(shù)在通風(fēng)機(jī)當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用

通風(fēng)機(jī)的主要功能是擔(dān)當(dāng)?shù)V井的“呼吸”系統(tǒng)，在礦井工作所需的設(shè)備當(dāng)中發(fā)揮著重要作用，并且占據(jù)著主要位置。主通風(fēng)機(jī)在全天時(shí)間內(nèi)都會(huì)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)于煤礦的日常生產(chǎn)發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。在現(xiàn)階段，煤礦巷道在不斷延長(zhǎng)，掘進(jìn)開采也在不斷進(jìn)行延伸，雖然在工作的過(guò)程當(dāng)中，通風(fēng)機(jī)所制造的風(fēng)量并不是很大，但井下風(fēng)加壓的持續(xù)性是必不可少的，與此同時(shí)，也需要不斷增加風(fēng)機(jī)的功率。將變頻控制技術(shù)應(yīng)用到通風(fēng)機(jī)當(dāng)中進(jìn)行工作，可以使得根據(jù)巷道風(fēng)向的不同要求進(jìn)行簡(jiǎn)便快捷的調(diào)整，是的浪費(fèi)的現(xiàn)象有所改善，從而最終創(chuàng)造出較為理想的效果。與此同時(shí)，將變頻控制技術(shù)應(yīng)用到通風(fēng)機(jī)當(dāng)中之后，通風(fēng)機(jī)發(fā)生了改變，相對(duì)于之前始終處于滿負(fù)荷狀態(tài)，通風(fēng)機(jī)的狀態(tài)有了明顯好轉(zhuǎn)。由此可以使得通風(fēng)機(jī)在進(jìn)行工作時(shí)保持一種較低的運(yùn)行速度，使得工作當(dāng)中受到的電器沖擊和機(jī)械強(qiáng)度都有明顯的降低，保障通風(fēng)機(jī)的使用壽命得到延長(zhǎng)，并進(jìn)一步減少了維修的頻率。其中值得一提的是，通風(fēng)機(jī)在經(jīng)過(guò)變頻控制技術(shù)改造之后，需要使得兩臺(tái)機(jī)器保持一致的運(yùn)行頻率，以便使得兩臺(tái)機(jī)器保持一致的轉(zhuǎn)速，從而避免了由于轉(zhuǎn)速不相同而造成的風(fēng)阻問(wèn)題。

2.3 變頻控制技術(shù)在皮帶機(jī)中的實(shí)際應(yīng)用

變頻控制技術(shù)應(yīng)用到皮帶機(jī)當(dāng)中，其應(yīng)用與工作的原理十分簡(jiǎn)單。皮帶工作主要是通過(guò)摩擦力來(lái)進(jìn)行的，變頻控制技術(shù)的主要功能是對(duì)皮帶施加一種張力，從而使得變形現(xiàn)象和更大的摩擦力在皮帶上產(chǎn)生。在傳統(tǒng)的工作當(dāng)中，工作啟動(dòng)時(shí)，皮帶所需的時(shí)間較短，因此，在運(yùn)行這一方面，皮帶受到了腳大的限制。這項(xiàng)工作對(duì)皮帶提出了更高的要求，需要皮帶本身的韌性較強(qiáng)，而且，對(duì)于其不老化的保質(zhì)期較長(zhǎng)。然而，在變頻控制技術(shù)應(yīng)用到皮帶機(jī)當(dāng)中后，皮帶機(jī)若想將動(dòng)態(tài)進(jìn)行調(diào)整，需要承受重力對(duì)自身的運(yùn)作功率即可。在這樣的操作當(dāng)中，機(jī)電工作的頻率是保持恒定的，其運(yùn)行速率也是可以保持恒定的。

3 小結(jié)

市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)在追求通常意義下的經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，也在追求著效益經(jīng)濟(jì)，產(chǎn)品要想獲得更高的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，需要做到在同樣的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品當(dāng)中消耗更少的能源。對(duì)于煤礦生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，將變頻控制技術(shù)應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)當(dāng)中，將會(huì)使得電能能夠?qū)崿F(xiàn)最為經(jīng)濟(jì)的利用，使得電能得到節(jié)約，從而進(jìn)一步降低生產(chǎn)的成本。按照目前情況來(lái)看，在煤炭生產(chǎn)的未來(lái)過(guò)程當(dāng)中，變頻控制技術(shù)將為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造更高的效益。