變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

潘磊磊

摘要：煤礦行業(yè)中，先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用取得了一定的成果。在現(xiàn)階段來(lái)看，計(jì)算機(jī)電機(jī)技術(shù)在機(jī)電設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用，自動(dòng)化控制技術(shù)、電子信息技術(shù)也廣泛應(yīng)用在了煤礦機(jī)電設(shè)備中，整體來(lái)看，大功率輸送技術(shù)逐漸成熟，在根本上使煤礦行業(yè)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)。在煤礦機(jī)電設(shè)備中，通過(guò)變頻控制技術(shù)的不斷融入，煤礦開(kāi)采工作變得更加清潔，在節(jié)能方面取得了較為滿意的效果。

關(guān)鍵詞：變頻控制技術(shù);煤礦;機(jī)電設(shè)備

引言

在煤礦行業(yè)中，由于機(jī)電設(shè)備的升級(jí)，以及變頻控制技術(shù)的不斷應(yīng)用，在一定程度上促進(jìn)了煤礦行業(yè)的健康發(fā)展。經(jīng)過(guò)變頻控制技術(shù)的運(yùn)用，提升了機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定性、安全性，在速度方面具有較強(qiáng)的可調(diào)性能，實(shí)際操作也比較簡(jiǎn)單，在工作效率方面也有所提升，且不會(huì)占據(jù)很大的空間，在拆卸時(shí)也比較便捷。煤礦機(jī)電設(shè)備應(yīng)用變頻控制技術(shù)后，生產(chǎn)過(guò)程得到了全面優(yōu)化，在節(jié)能方面發(fā)揮了很大優(yōu)勢(shì)，提升了能源的利用率以及生產(chǎn)效率。

1變頻控制技術(shù)簡(jiǎn)介及其工作原理

變頻控制技術(shù)在使用過(guò)程中的工作原理主要指的是交流電先通過(guò)半導(dǎo)體，然后，變?yōu)槠渌l率，接著，再利用相關(guān)的設(shè)備將交流電改變成直流電，最后，再采用逆變器有效時(shí)間對(duì)電流以及電壓的調(diào)節(jié)和控制，這就是煤礦機(jī)電設(shè)備在使用過(guò)程中的無(wú)機(jī)調(diào)速，采用這種調(diào)速方法能夠更好地降低機(jī)電設(shè)備的生產(chǎn)能耗，節(jié)約能源，同時(shí)，還可以對(duì)周?chē)沫h(huán)境起到一定的保護(hù)作用。變頻調(diào)速技術(shù)在使用過(guò)程中能夠按照機(jī)電設(shè)備的工作量對(duì)速度進(jìn)行調(diào)整以及更改，當(dāng)機(jī)電設(shè)備的工作負(fù)荷較高時(shí)提升速度，工作負(fù)荷較低時(shí)降低速度，采用這種方式能夠有效實(shí)現(xiàn)電流頻率對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，這樣能夠更好的對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行控制，充分保障煤礦在開(kāi)采過(guò)程中的穩(wěn)定性以及安全性，提高煤礦開(kāi)采的工作效率。

變頻控制技術(shù)在使用過(guò)程中的電路主要分為四個(gè)部分：整流、直流、控制、逆變，這幾個(gè)部分相互作用、相輔相成，共同加強(qiáng)對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備的控制。煤礦機(jī)電設(shè)備中使用變頻控制技術(shù)，能夠更好地提高機(jī)電設(shè)備的各項(xiàng)性能，保證機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率，降低煤礦開(kāi)采過(guò)程中的能耗，是煤礦行業(yè)運(yùn)行過(guò)程中不可缺少的技術(shù)之一。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，變頻器的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，比如，數(shù)字化、編程、通訊等，這些技術(shù)的使用都能夠?yàn)樽冾l控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備使用過(guò)程中提供可靠的依據(jù)。

2變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

2.1在采煤機(jī)中的應(yīng)用

目前，大多數(shù)的采煤機(jī)設(shè)備都是應(yīng)用變頻調(diào)速電機(jī)的牽引來(lái)進(jìn)行采煤工作的，由于采煤機(jī)的工作量較大，應(yīng)用變頻調(diào)速電機(jī)進(jìn)行牽引可以有效的降低人工的成本，作業(yè)人員可以完成其它的工作，優(yōu)化了人力資源的配置，在變頻調(diào)速電機(jī)中使用的是四象限變頻器調(diào)速模塊，以便更好的控制牽引的速度。

2.2在提升機(jī)中的應(yīng)用

在煤礦的機(jī)電設(shè)備中，提升機(jī)是煤礦開(kāi)采的重要機(jī)電設(shè)備之一，它的使用保障了工作人員的人身安全以及物料的安全。但是傳統(tǒng)的提升機(jī)在性能上還有所欠缺，如散熱不均、能耗高、精確度低等，這些問(wèn)題都給煤礦開(kāi)采工作帶來(lái)了一定的影響，而將變頻控制技術(shù)應(yīng)用到提升機(jī)中，提升機(jī)的整體性能得到了很大的改善，表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)： 第一，變頻技術(shù)與編程器進(jìn)行結(jié)合，控制了提升機(jī)的運(yùn)行流程，從而提高了其穩(wěn)定性; 第二，提升控制的使用率，大大降低了故障率; 第三，編程器可以直接排出故障，節(jié)約人工成本，提高工作效率。

2.3在皮帶機(jī)中的應(yīng)用

皮帶機(jī)的功率大于提升機(jī)功率，通過(guò)然繞線電機(jī)并且經(jīng)轉(zhuǎn)子繞組降壓?jiǎn)?dòng)后工頻巡行經(jīng)液力耦合器切換到皮帶機(jī)。它的操作方法是通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪轂，通過(guò)摩擦力牽動(dòng)皮帶，皮帶通過(guò)其獨(dú)特的張力變形以及摩擦力在滾軸上面轉(zhuǎn)動(dòng)。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(dòng)的能力，然而啟動(dòng)電流仍過(guò)大，易造成電網(wǎng)電壓的不穩(wěn)定，電機(jī)內(nèi)部機(jī)械沖擊，散熱情況較差。因?yàn)閱?dòng)時(shí)間不足，導(dǎo)致皮帶斷裂和老化嚴(yán)重，因此皮帶必須足夠堅(jiān)固。當(dāng)液力偶合器工作時(shí)，內(nèi)部油溫升高，磨削部件的情況嚴(yán)重等，維護(hù)難度和成本提升，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，功率平均和同步變得困難。皮帶機(jī)使用變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)和軟停止，皮帶機(jī)的工作性能得到穩(wěn)定。改造后，系統(tǒng)根據(jù)負(fù)載的變動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)輸出頻率和轉(zhuǎn)矩，改變電動(dòng)機(jī)以前的工頻恒速運(yùn)行方式，節(jié)省了功耗。

2.4 通風(fēng)機(jī)中的運(yùn)用

在礦井的主要設(shè)備中，在礦物生產(chǎn)中通風(fēng)機(jī)起著重要的作用。作為重要通風(fēng)設(shè)備，它運(yùn)行時(shí)間久，在礦井中被稱為“呼叫系統(tǒng)”。隨著采礦和挖掘工作的進(jìn)展，風(fēng)壓持續(xù)增大，其所需的功率也在增加。所以，在礦井下作業(yè)是通風(fēng)機(jī)的功率也是重要問(wèn)題。采用設(shè)備進(jìn)行變頻調(diào)速后的礦井通風(fēng)機(jī)，通過(guò)巷道風(fēng)量需求的預(yù)測(cè)進(jìn)行調(diào)速，減少了能耗，實(shí)際效果也非常的好。由于在修改變頻器后的通風(fēng)機(jī)即可實(shí)現(xiàn)變頻軟啟動(dòng)，因此，電流的沖擊減弱，減少了對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的影響，并且可以隨時(shí)啟動(dòng)和停止。多數(shù)情況下，通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行速度較低，這使通風(fēng)機(jī)工作強(qiáng)度降低，從而可以延長(zhǎng)通風(fēng)機(jī)的使用年限，減少了維護(hù)的次數(shù)。同時(shí)，為了保證相同的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，在正常情況下，要求2 臺(tái)電動(dòng)機(jī)的工作頻率盡可能一致，以避免形成風(fēng)阻并影響風(fēng)扇的正常運(yùn)行。

2.5井下水泵中的應(yīng)用

在整個(gè)礦井中，井下水泵主要是起到排水的作用。在建井以及生產(chǎn)的過(guò)程中，由于富水區(qū)域的不同，以及季節(jié)的不同，在涌水量方面也會(huì)存在一定的差異性，可見(jiàn)，應(yīng)該根據(jù)具體的出水情況，定期調(diào)整井下水泵的排水作業(yè)，正確認(rèn)識(shí)水泵類(lèi)型和涌水量之間的關(guān)系。在水泵中，經(jīng)過(guò)變頻調(diào)節(jié)控制技術(shù)的運(yùn)用，可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造與升級(jí)，依據(jù)礦井的排水量，合理調(diào)整電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)功率，以及運(yùn)轉(zhuǎn)速度，進(jìn)而滿足礦井的實(shí)際排水需求，不僅能耗得到了有效降低，設(shè)備的工作期限也得到了有效延長(zhǎng)。

3發(fā)展方向

由于全球能源供給出現(xiàn)了相應(yīng)危機(jī)，也是在這樣的背景下，出現(xiàn)了變頻控制技術(shù)，并且進(jìn)行了廣泛應(yīng)用。在礦山設(shè)備方面，由于變頻控制技術(shù)的不斷改進(jìn)，現(xiàn)階段已經(jīng)發(fā)展出智能化技術(shù)模塊。隨著變頻控制技術(shù)的逐漸發(fā)展，進(jìn)一步促進(jìn)了壓頻比控制技術(shù)的發(fā)展。實(shí)踐中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)為轉(zhuǎn)矩變頻控制技術(shù)及矢量變頻控制技術(shù)，到目前為止，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用頻率依然很大。在該項(xiàng)技術(shù)方面，還需要深入，其研究方向比較多，例如，人工神經(jīng)智能網(wǎng)絡(luò)，以及模糊自動(dòng)化智能控制技術(shù)等。在這些方面，還需要相關(guān)變頻控制技術(shù)人員的深入研究，也是未來(lái)的研究方向。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在煤礦開(kāi)采行業(yè)中，由于機(jī)電設(shè)備的升級(jí)以及變頻控制技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠在一定程度上促進(jìn)煤礦開(kāi)采行業(yè)的發(fā)展。經(jīng)過(guò)使用變頻控制技術(shù)，能夠有效提高機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定性以及安全性，在設(shè)備的運(yùn)行速度方面具有較強(qiáng)的可調(diào)控性，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，在工作效率方面能夠得到提升，并且不會(huì)占據(jù)大量的空間，有效提高煤礦開(kāi)采的工作效率以及能源的利用效率。

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