礦山機電設(shè)備變頻控制技術(shù)的運用

葛強 潘玉棟 潘光峰

摘? ? 要：近幾年來，隨著我們國家的科學技術(shù)不斷發(fā)展，在礦山機電設(shè)備當中，對于變頻控制技術(shù)的應用也是越來越廣泛，變頻控制技術(shù)在礦山機電設(shè)備中廣泛使用，有效降低了機電設(shè)備正常使用的能耗，有效的延長了各種機械設(shè)備的使用壽命，是科學化的重要標志。本文對礦山機電設(shè)備的變頻控制技術(shù)進行一定的分析研究，本文通過對變頻控制技術(shù)進行全面的分析研究，希望能夠進一步提升在機電設(shè)備當中對于該技術(shù)的應用。

關(guān)鍵詞：礦山;機電設(shè)備;變頻控制技術(shù)

1? 礦山機電設(shè)備變頻控制技術(shù)概述

一般來說，在礦產(chǎn)資源開采中，采礦機械設(shè)備的使用不應超載，但是，在我國的采礦行業(yè)中，不可避免地會出現(xiàn)長期的采礦機械超載工作。在采礦工作時要記得節(jié)約能源，保護環(huán)境。變頻調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)給礦山工業(yè)帶來了節(jié)能曙光，變頻調(diào)速技術(shù)與礦山機械的有機結(jié)合是以新技術(shù)激活傳統(tǒng)工業(yè)[1]。變頻調(diào)速技術(shù)與礦山機械設(shè)備的有機結(jié)合，充分滿足了新時期我國礦業(yè)發(fā)展的新要求。所謂變頻控制技術(shù)實際上是計算機技術(shù)、電力電子技術(shù)和電機傳動技術(shù)相結(jié)合的一種綜合性強的新技術(shù)。通過廣泛應用變頻調(diào)速技術(shù)可以實現(xiàn)在工作過程中大大減少損失，節(jié)約資源，減少礦區(qū)周圍生態(tài)環(huán)境的進一步破壞。

2? 變頻控制系統(tǒng)在礦山開采中的作用

礦產(chǎn)資源作為重要的基本能源，在人民群眾的日常生活和工作中發(fā)揮著重要作用，占據(jù)著核心地位。但國內(nèi)礦產(chǎn)資源開發(fā)過度，儲量不斷減少。在社會所需的能源資源中，企業(yè)之間的礦產(chǎn)資源競爭十分激烈。針對這種情況，有必要提高礦山企業(yè)的開采效率，以改善礦產(chǎn)資源的短缺[2]。為了提高礦山企業(yè)的效率，有必要提高礦山機械的效率。在提高效率的基礎(chǔ)上，減少排放污染，節(jié)約環(huán)境是非常重要的。因此，礦山企業(yè)在開采階段應采用最新、最先進、最高效的技術(shù)手段，實現(xiàn)節(jié)能降耗、高效開采的目標。

3? 礦上機電設(shè)施變頻控制技術(shù)運用

3.1? 提升機設(shè)備中的應用

在礦山中，提升機的存在的意義是負責物料和人員的安全運輸，并在礦山生產(chǎn)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。一般方法是先通過金屬電阻器與電動機的轉(zhuǎn)子電路相連接，然后使用鼓型控制器或接觸器關(guān)閉電阻對速度進行調(diào)節(jié)。并且，存在諸如電阻消耗過多等情況。當需要減速段和處于下降時，動力制動直流電源以及低頻電源都是必須的，這較易造成設(shè)備損壞，大量的電能浪費也會產(chǎn)生，并且安全性也存在諸多問題。此時，這將對礦山安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行的效率產(chǎn)生影響。將變頻控制技術(shù)添加到礦山提升驅(qū)動系統(tǒng)中，也對于出現(xiàn)的問題進行預測，實現(xiàn)了無級，平穩(wěn)的加減速和系統(tǒng)各個方面的性能的提升，各個方面的保護也提升了[3]。

3.2? 皮帶機中的應用

皮帶機的功率大于提升機功率，通過然繞線電機并且經(jīng)轉(zhuǎn)子繞組降壓啟動后工頻巡行經(jīng)液力耦合器切換到皮帶機。它的操作方法是通過驅(qū)動輪轂，通過摩擦力牽動皮帶，皮帶通過其獨特的張力變形以及摩擦力在滾軸上面轉(zhuǎn)動。其中，轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻提高了轉(zhuǎn)矩，提升了減壓和空載啟動的能力，然而啟動電流仍過大，易造成電網(wǎng)電壓的不穩(wěn)定，電機內(nèi)部機械沖擊，散熱情況較差。因為啟動時間不足，導致皮帶斷裂和老化嚴重，因此皮帶必須足夠堅固。當液力偶合器工作時，內(nèi)部油溫升高，磨削部件的情況嚴重等，維護難度和成本提升，對環(huán)境產(chǎn)生污染，功率平均和同步變得困難。皮帶機使用變頻技術(shù)實現(xiàn)軟啟動和軟停止，皮帶機的工作性能得到穩(wěn)定。改造后，系統(tǒng)根據(jù)負載的變動來調(diào)節(jié)輸出頻率和轉(zhuǎn)矩，改變電動機以前的工頻恒速運行方式，節(jié)省了功耗。在此過程中，系統(tǒng)功率因數(shù)達到90%以上，工作效率提升。高壓變頻器利用了皮帶機的能量的反饋機制，減少了能源消耗和其他設(shè)備的維護成本，節(jié)省了資金，提高了環(huán)保性[4]。

3.3? 通風機中的運用

對于礦井的很多生產(chǎn)設(shè)備來講，通風機中的主扇風機具備舉足輕重的地位。通風機的關(guān)鍵作用在于確保礦井生產(chǎn)條件中空氣的流暢性，將有毒有害氣體排出，換入新鮮空氣。因為通風機的工作時間比較長，通風效果跟煤礦財產(chǎn)安全與員工的生命安全密切相關(guān)，所以，煤礦通風系統(tǒng)也被叫做煤礦的“呼吸系統(tǒng)”。

基于煤礦采掘的不斷開展，煤礦采掘持續(xù)增加深度，因此對煤礦風機功率的要求越來越高。持續(xù)增加的通風機功率要求，業(yè)已變成制約煤礦作業(yè)深入開展的一個關(guān)鍵性阻礙。鑒于此，倘若在煤礦通風設(shè)備中應用變頻技術(shù)，那么就能夠在生產(chǎn)過程中結(jié)合實際要求的風量大小自主調(diào)整通風機的運行功率，防止浪費電能，能夠合理地降低能耗，從而能夠?qū)崿F(xiàn)理想的節(jié)能效果[5]。并且，變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風機設(shè)備中的應用，可以實現(xiàn)通風機的變頻軟起動，不僅降低了電流起動對煤礦設(shè)備的沖擊程度，而且降低了電流對電網(wǎng)設(shè)備的沖擊程度，可以有效地保護煤礦電網(wǎng)設(shè)備和生產(chǎn)設(shè)備。在煤礦生產(chǎn)中，由于大部分時間風機運行處于低速狀態(tài)，在煤礦風機設(shè)備中應用變頻節(jié)能技術(shù)，可以延長設(shè)備的使用壽命，同時降低設(shè)備的運行強度，降低設(shè)備維護成本，從而大大提高煤礦井下生產(chǎn)的效率，實現(xiàn)人力物力的節(jié)約。

3.4? 井下絞車電控制系統(tǒng)中的應用

在電控系統(tǒng)與保護系統(tǒng)中運用變頻調(diào)速技術(shù)，有些需要注意下具體細節(jié)，輸入電源為660V，頻率大小是50Hz，輸出功率的調(diào)節(jié)需要在0W～50W這個范圍內(nèi)，電壓變動也一定在負15%到正10%這個范圍內(nèi)，而頻率的調(diào)控在負2.5%到正2.5%這個范圍內(nèi)，過載能力需強，在負載變化中最低負120%，最高是正120%的額定負載，這就達到了四象限運轉(zhuǎn)的基本條件。有自動轉(zhuǎn)矩提高功能，當?shù)皖l運轉(zhuǎn)時，可以確保整體額定轉(zhuǎn)矩，也可以保護好每個元件過熱狀況。應用在控制箱中的快開門方式，電氣控制使用雙PLC全數(shù)字控制系統(tǒng)，硬件電路互相榮譽做好絞車提升以及數(shù)字這兩個部分的監(jiān)控，同時當PLC發(fā)生故障時可以做到技術(shù)完成臨時提升這一點[6]。當控制系統(tǒng)中配置正常且穩(wěn)健操作時，設(shè)定好每個保護設(shè)備，面對過卷裝與限速兩個裝置，以及加速功能保護時需作為獨立存在的雙線模式。而且這一樣需在有保護試驗功能寫的基礎(chǔ)上進行。無發(fā)出信號便不可以啟動車，發(fā)出信號時間間隔要超過30d，的確，聲光信號以及控制制回路這兩方面都具備具閉鎖這個功能。

4? 結(jié)語

目前，變頻控制系統(tǒng)在礦井機電設(shè)備中的應用已經(jīng)取得了顯著的成績。變頻技術(shù)的應用在一定程度上提高了礦山企業(yè)的開采效率和加工效率，并由于降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，為礦山企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1] 馬宗華.試析礦山機電設(shè)備中變頻控制技術(shù)的應用探究[J].世界有色金屬，2018（6）：34+36.

[2] 邱呂寶.變頻控制技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2018（7）：5～6.

[3] 王強.煤礦機電設(shè)備變頻控制技術(shù)[J].科學技術(shù)創(chuàng)新，2018（4）：171～172.

[4] 李平生.變頻控制技術(shù)在礦山機電設(shè)備中的應用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2017（23）：38+43.

[5] 高崎山.礦山機電設(shè)備變頻控制技術(shù)分析[J].建材與裝飾，2017（42）：171～172.

[6] 孫金龍.礦山機電設(shè)備變頻控制技術(shù)[J].科技風，2017（17）：144.