變頻調(diào)速技術在礦山機電節(jié)能中的應用

石亞庚

摘 要：隨著我們國家經(jīng)濟科技的不斷進步和發(fā)展，我國的礦山企業(yè)也不斷地發(fā)展進步，很多方面也在不斷的順應社會的潮流進行了改進，作為礦山行業(yè)的核心，礦山的開采工作的改進取得了我們的關注，本文從如何對礦山開采系統(tǒng)進行改造來入手，對其方法進行研究分析，探討優(yōu)化的方法。礦山對于我們國家是非常重要的，礦山為我國的建設主要提供的是能源方面的支持，但是由于技術的落后，礦山的生產(chǎn)開發(fā)本身的耗能反而十分大，所以說我們要想好好的利用礦山行業(yè)，為我國的經(jīng)濟建設和發(fā)展提供強有力的支持，首先要做的就是降低礦山本身開采的耗能，擺脫落后的開采模式，對礦山開采的系統(tǒng)進行改造，運用現(xiàn)代化的科技對其進行改進，降低其耗能。下面我們就來詳細的分析一下。

關鍵詞：變頻調(diào)速技術;礦山行業(yè);機電設備;節(jié)能

引言

在礦山機電使用時適當?shù)募尤胱冾l技術，再通過煤礦產(chǎn)業(yè)這個媒介來進行數(shù)據(jù)分析，了解各種各樣的問題，以有助于變頻煤礦技術的進一步發(fā)展、提升，使其更好的運行、使用，更有利于變頻技術中采礦操作模式的調(diào)整，以增強皮帶機的整體運行效果，改善負載荷的對比情況，從而可以研究出適合礦山機電設備操作的方法。

1變頻控制技術的工作原理

煤礦機電設備變頻調(diào)速技術是在現(xiàn)代科學技術基礎上的一門綜合性技術科學，它集合了計算機技術，電力電子技術，電機驅(qū)動技術，信息技術為基礎結(jié)合起來的，具備以下的工作原理：（1）電壓轉(zhuǎn)換以及調(diào)速。變頻調(diào)速技術實現(xiàn)的電子技術，電子傳動技術以及危機處理技術相結(jié)合，煤礦機電設備通過電能實現(xiàn)了混合處理的綜合技術，他的主要目標是使用的電力半導體器件通斷效果，讓工頻電源轉(zhuǎn)換為另一個頻率的控制裝置。我們分析了變頻技術的機制，可以應用在煤礦機電設備或者是其他設備中，讓它轉(zhuǎn)化為一般的電壓和電流，并且能夠改變它的頻率并且實現(xiàn)了相互使用，交流電壓成為了驅(qū)動電能，可以滿足無級調(diào)速的電壓需要并且實現(xiàn)了無損耗的高效調(diào)速。（2）整體性能的提高。根據(jù)變頻調(diào)速技術的原理分析，可以利用調(diào)速來完成礦山機電設備的負荷變化，實現(xiàn)自動加減速的目的，大大提高礦山的工作效率。應用變頻控制技術是矢量控制和轉(zhuǎn)矩直接控制相結(jié)合，共同開發(fā)的智能化自動控制，通過單片機和數(shù)字信號處理技術，采用先進的集成電路以使它調(diào)速效能更優(yōu)化，實現(xiàn)參數(shù)識別、編程方法和逐步實現(xiàn)智能管理并實現(xiàn)煤礦機電設備中的應用。

2變頻調(diào)速技術在礦山機電節(jié)能中的應用

2.1變頻調(diào)速技術在井下通風系統(tǒng)中的應用

在礦井下進行工作的時候，井下的空氣環(huán)境對于工作人員來說是非常重要的，在工頻的情況下，大型設備內(nèi)部的電動機頻繁地啟動和停止是非常難以實現(xiàn)的，大型設備中的電動機如果被頻繁的啟動和終止，電動機內(nèi)部就會受到非常嚴重的電流沖擊，巨大的電流沖擊會在很大程度上對設備造成損害，井下的通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性就無法得到保證，井下的工作人員的人身安全也無法得到保障，而且還會減少機器的工作壽命，最終會導致相關企業(yè)的經(jīng)濟效益受到影響。將變頻調(diào)速技術應用到井下的通風系統(tǒng)中，可以運用變頻器對通風系統(tǒng)中的大型設備進行精確地控制，通過對電動機的工作頻率進行調(diào)節(jié)，可以避免大型設備的頻繁啟動，有利于增加設備的使用壽命。另外，礦井下面的工作條件是比較嚴峻的，通常情況下都會充滿灰塵，傳統(tǒng)的傳感器技術會受到灰塵的影響，不能長時間的穩(wěn)定工作。所以，科學地運用開關，將變頻調(diào)速技術應用到井下的通風系統(tǒng)中，既能保證通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又能夠合理地降低能源的損耗，有利于提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2.2變頻調(diào)速技術在主通風機中的運用

隨著科技的進步和發(fā)展，工作人員發(fā)現(xiàn)變頻調(diào)速可以對通風機的風量進行控制，可以有效的降低原來的高耗能，并且還能提高安全性，對于礦山系統(tǒng)來說是非常有好處的。變頻調(diào)速在通風機中的運用主要是由觸摸屏、PLC和變頻器實現(xiàn)的，這些部分在主通風機中形成了一個封閉的環(huán)裝控制系統(tǒng)，工作人員可以通過在變頻調(diào)速的通風機中設置一個壓力傳感器對其進行觀察控制，通過對出風口的風速進行控制來達到檢測的目的，這整個過程都能夠在工作人員的控制下進行展開，并且還能夠有效的降低其所消耗的功率。通風系統(tǒng)主要可以通過三種方式進行控制，一種是通過操作臺進行控制，一種是通過上位機，還有一種就是通過就地控制，在對通風機進行控制前，工作人員可以首先打開相關的設備進行控制，通風機風速的大小也能夠通過這些設備進行調(diào)控。在傳統(tǒng)的礦山風機系統(tǒng)中，采用的是擋板控制風量的方法，因為其旋轉(zhuǎn)式軸流的通風機類型在通風的過程中需要人工擋板來進行控制風量，這種方法不僅造成大量的能源消耗，并且危險系數(shù)也是非常高的，這種傳統(tǒng)的控制風量的辦法一旦出現(xiàn)了故障極易造成整個礦井的癱瘓，并且其啟動過程也比較復雜，對工作人員的要求也較高，一旦操作不當，極易造成整個通風機系統(tǒng)的癱瘓。所以我們要對通風機的整個系統(tǒng)進行改造，運用PLC的方式來進行控制通風機的風量，通過這種方式不僅能夠更靈敏的調(diào)節(jié)通風機的風量大小，并且還有效的節(jié)省能源的消耗，此外對于整個系統(tǒng)的安全性也有效的得到了提升。對于使用PLC方式的通風機來說，他們對于通風機的控制模式主要有以下三種實行方式，手動，電動和機動的，并且這三種模式之間還能夠隨意進行轉(zhuǎn)換，手動的主要作用是在通風機進行變頻時能夠及時的手動切斷，發(fā)生危險像火災或者其他的突發(fā)情況時能夠通過電動改變通風機的風流方向，避免出現(xiàn)更危險的火災情況或者其他危險，除此之外還具備的一個功能是對通風機進行觀測，通過對其風速的檢測得出通風機的相關信息，方便后期對其進行改進等工作的展開。

2.3變頻控制技術在礦井提升機中的應用

提升機是礦山生產(chǎn)和運輸?shù)闹饕O備之一，承擔輸送設備、輸送物資和更新人員的任務，同時也是礦山生產(chǎn)建設中的重要設備。傳統(tǒng)的提升機調(diào)速方法是將金屬電阻與轉(zhuǎn)子回路相連接，然后利用接觸器來消除電阻或鼓型控制器進行調(diào)速。最大的問題是散熱性差和過大的電阻消耗，而且精度低的問題是因為電頻范圍不大造成的。（1）編程可以通過程序員的指令來完成。實現(xiàn)了電氣控制系統(tǒng)中繼電器的邏輯關系，梯形圖與電路圖之間的轉(zhuǎn)換易于控制。（2）因為減少了外部線路繼電器的數(shù)量，實際占用的空間下降，會讓故障率以及維護成本下降。（3）通過編程器和觸摸屏直接檢測系統(tǒng)故障，使處理更加簡單化，檢測電氣故障和機械故障。（4）擴展性能更加強大，控制精度更高。要做好內(nèi)部程序的修改工作，在不改變硬件連接的狀況下促進系統(tǒng)功能參數(shù)的變化，最終實現(xiàn)系統(tǒng)柔性控制的目標。（5）當提升機處于負力狀態(tài)時，電動機產(chǎn)生的再生能量可回饋電網(wǎng)，從而促進電能的節(jié)約。而且因為自動力矩的增加絞車的安全性能也在不斷提升。（6）通過實現(xiàn)了提升機的制動以及速度控制，讓系統(tǒng)的機械磨損下降，促進設備的使用壽命延長。

3結(jié)語

變頻器已經(jīng)在我國的采礦領域得到了充分的利用。在礦山機電中運用變頻調(diào)速技術，可以通過改變設備的工作頻率，使其良好地配合其他設備進行生產(chǎn)活動，同時起到節(jié)能的作用。通過對變頻器可行性和可靠性合理分析、運用變頻技術，可以提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。變頻調(diào)速技術在井下通風系統(tǒng)和空氣壓縮機中都有著廣泛的應用，為井下采礦過程貢獻了重要力量，希望在大家的共同努力下，變頻調(diào)速技術在礦山機電中的應用更加成熟。

參考文獻：

[1]陳祥富，張龍超.變頻器在礦山機電設備中的具體應用與日常維護[J].建筑工程技術與設計，2015（18）：1548.

（雙田礦業(yè)有限公司州景煤礦，廣西 百色531500）