尹小虎

(神東煤炭集團榆家梁煤礦,陜西神木 719300)

芻議煤礦機電中變頻控制技術(shù)的應用

尹小虎

(神東煤炭集團榆家梁煤礦,陜西神木 719300)

在微電子技術(shù)飛速發(fā)展的帶動下,變頻控制技術(shù)得到了日益廣泛的應用,在多個行業(yè)和領域都取得了相當?shù)某晒?尤其是在煤礦機電中,變頻控制技術(shù)的應用可以有效提高機電設備的生產(chǎn)效率以及運行的安全性。本文結(jié)合變頻控制技術(shù)的特點,對其在煤礦機電中的應用情況進行簡單分析。

煤礦機電 變頻控制技術(shù) 應用

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國社會對于能源和資源的需求不斷增長，能源問題成為社會各界關(guān)注的重點。煤炭資源作為我國應用最為廣泛的基礎資源，在社會發(fā)展中的作用是不可替代的，因此，做好煤炭的開采工作，確保煤礦生產(chǎn)安全，是十分重要的。在煤礦機電中應用變頻控制技術(shù)，可以有效提高煤礦生產(chǎn)的安全性和可靠性，提升煤礦企業(yè)的市場競爭能力。需要相關(guān)管理人員的充分重視。

1 變頻控制技術(shù)概述

變頻控制技術(shù)，實際是一種機電一體、強弱電混合的綜合性技術(shù)，是對電傳動技術(shù)、微電子技術(shù)以及電力電子技術(shù)的綜合應用。變頻控制技術(shù)的實質(zhì)，主要是通過電力半導體器件的通斷作用，將工頻電源轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪活l率，從而實現(xiàn)對電能的控制。變頻控制技術(shù)的最佳體現(xiàn)就是變頻器，這是一種應用變頻技術(shù)和微電子技術(shù)，通過對電機工作電源頻率進行改變，實現(xiàn)控制交流電動機的一種電力控制設備，主要包括整流、濾波、逆變、制動單元、檢測單元等組成。

2 煤礦機電中變頻控制技術(shù)的應用

在煤礦機電中應用變頻控制技術(shù)，是非常重要的。從當前我國經(jīng)濟的發(fā)展情況看，工業(yè)化社會的實現(xiàn)，使得社會對于能源的需求量急劇增長，作為基礎性資源的煤炭在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著不可替代的作用。在這種情況下，煤礦資源出現(xiàn)了過量開采的現(xiàn)象，煤礦企業(yè)之間的相互競爭也變得愈發(fā)激烈。對于企業(yè)而言，能否在保證煤炭產(chǎn)量的同時，進一步提高機械設備的使用效率，減少資源的消耗和污染物的排放，是決定企業(yè)市場競爭力的關(guān)鍵所在。在煤礦機電中應用變頻控制技術(shù)，可以有效提高機電設備的運行效率，不僅能夠降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，而且可以實現(xiàn)機電設備的節(jié)能減排，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，進而提高企業(yè)的核心競爭力。

這里主要針對變頻控制技術(shù)在幾種常見煤礦機電設備中的應用情況進行分析和探討。

2.1 通風設備

由于煤礦的開采多是在地下進行，因此，通風機作為煤礦井下通風和除塵系統(tǒng)的重要設備，對于煤礦生產(chǎn)的安全有著不容忽視的作用，直接關(guān)系著井下工作人員的人身安全。最近幾年，隨著市場對于煤炭需求的不斷增加，煤礦的開采量不斷擴大，對于通風機也提出了更高的要求。在通風機設備中應用變頻控制技術(shù)，可以根據(jù)井下的實際情況，對通風機的風量進行調(diào)節(jié)，從而在滿足氧氣輸送和通風需求的同時，通過軟啟動的形式，避免啟動電流過大的情況，減少了對于電網(wǎng)設備的沖擊，從而減低了風險和事故發(fā)生的概率。同時，通過合理的變頻控制，可以節(jié)約大量的電費，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

2.2 電控絞車系統(tǒng)

通常來講，電絞車控制系統(tǒng)普遍采用交流繞線式電機串電阻調(diào)速系統(tǒng)，電阻的投切利用繼電器—交流接觸器進行控制。但是在實際應用中，這種控制系統(tǒng)會導致設備運行時間較長，交流接觸器主觸頭極易發(fā)生氧化，進而引發(fā)設備故障，而且同時，對絞車速度的控制性能相對較差，容易引發(fā)各種問題。而變頻調(diào)控技術(shù)在電控絞車系統(tǒng)中的應用，可以將電壓波動控制在-15%～+10%之間，頻率波動允許范圍為±2.5%，輸入電源則定位660V、50Hz，輸出功率為200kW、頻率為0～50Hz并具有連續(xù)的可調(diào)性。因此，不僅可以在一定程度上增加電控絞車系統(tǒng)的過載能力，使其額定負載在-120% ～+120% 區(qū)間內(nèi)，充分滿足設備的運行要求，同時也可以提升自動轉(zhuǎn)矩的低頻運轉(zhuǎn)能力，確保了其自身的額定轉(zhuǎn)矩，也增加了對元件過熱與欠壓等的保護。

2.3 皮帶機

皮帶機與提升機的功能相似，都是煤礦生產(chǎn)中重要的輸送設備，不過與提升機的垂直運輸不同，皮帶機多是在井下作業(yè)，可以實現(xiàn)水平或傾斜運輸，是機械化采煤的重要組成部分。從皮帶機的運輸原理分析，可以發(fā)現(xiàn)，該設備主要是通過液力耦合器，實現(xiàn)皮帶機的切換，然后依靠摩擦力帶動皮帶的運動，并利用摩擦力和張力變形，帶動皮帶上物體的同步運動。這種相對特殊的運輸原理，決定了皮帶機更適合采用軟啟動的方式。但是根據(jù)相應的數(shù)據(jù)分析，雖然目前軟啟動已經(jīng)在皮帶機中得到了廣泛的應用，但是在實際啟動過程中，皮帶機的電機仍然會產(chǎn)生較大的電流，引起電網(wǎng)電壓的劇烈波動，不僅會影響其他電網(wǎng)設備的運行安全，而且很容易造成皮帶機內(nèi)部機械的發(fā)熱和沖擊問題，引發(fā)相應的設備故障。在皮帶機中應用變頻控制技術(shù)，可以有效解決上述問題，使得皮帶機的啟動和停止都可以嚴格按照設定好的曲線運行，在運行過程中也可以根據(jù)實際情況，自動實現(xiàn)轉(zhuǎn)差調(diào)節(jié)以及功率平衡調(diào)節(jié)，使得皮帶機的運行更加穩(wěn)定、更加可靠、更加安全。

2.4 電控保護系統(tǒng)

電控系統(tǒng)和保護系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中的作用同樣是不容忽視的，直接影響著煤礦的生產(chǎn)安全。在電控保護系統(tǒng)中應用變頻控制技術(shù)，結(jié)合相應的PLC技術(shù)，可以有效提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，使得系統(tǒng)具有相應的保護試驗功能，確保系統(tǒng)的運行安全。例如，系統(tǒng)中的控制回路與聲光信號，具備相應的閉鎖功能，在接收到指令信號之前，設備是無法啟動的；深度指示裝置可以將礦車所處的深度位置以數(shù)字的形式直觀地顯示出來，使得工作人員可以明確自身所處的具體位置，而且即使深度指示失效，系統(tǒng)還可以自動完成斷電、停車等功能，有效避免了安全事故的發(fā)生。

3 結(jié)語

總而言之，在煤礦機電設備中應用變頻控制技術(shù)，不僅能夠進一步提高設備的生產(chǎn)和加工效率，而且可以減少設備在使用過程中造成的能源浪費情況，降低煤礦企業(yè)的生產(chǎn)成本，更可以對煤礦的生產(chǎn)環(huán)境進行改進，改變傳統(tǒng)的機械作業(yè)手法，提高煤礦企業(yè)的整體生產(chǎn)水平。因此，對于煤礦管理人員而言，應該充分重視起來，加強變頻控制技術(shù)在煤礦機電中的應用，推動企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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