栗書濤河南神火煤電股份有限公司新莊煤礦 商丘永城 476600

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變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

栗書濤
河南神火煤電股份有限公司新莊煤礦 商丘永城 476600

[摘要]在礦山能源消耗中，礦山機(jī)電設(shè)備占據(jù)的比重較大，并作為主要的大功率消耗設(shè)備得到應(yīng)用。變頻控制技術(shù)已逐漸在我國礦山機(jī)電設(shè)備中得到推廣應(yīng)用，有效地將機(jī)電設(shè)備的正常使用功耗減少，顯著延長了大型機(jī)電設(shè)備的使用壽命，是機(jī)電設(shè)備科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。本文主要分析和研究了礦山機(jī)電設(shè)備的變頻控制技術(shù)，旨在通過對(duì)變頻控制技術(shù)的科學(xué)分析，實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備整體應(yīng)用有效的提升。

[關(guān)鍵詞]煤礦機(jī)械；變頻控制技術(shù)；應(yīng)用

近些年來，隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的快速發(fā)展，變頻控制技術(shù)作為先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段正被廣泛應(yīng)用于我國煤礦機(jī)電設(shè)備之上，并取得了驕人的成績。可以說變頻控制技術(shù)的應(yīng)用，不僅在很大程度上提高了我國煤礦企業(yè)的生產(chǎn)、加工效率，降低了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)成本，還進(jìn)一步做到了煤礦機(jī)電設(shè)備的節(jié)能環(huán)保，加強(qiáng)了煤礦企業(yè)的市場競爭能力。所以，如何做好變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用就顯得尤為重要。以下筆者即結(jié)合個(gè)人實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備的變頻控制技術(shù)進(jìn)行粗淺的探討，以供參考。

一、變頻技術(shù)的概述

在動(dòng)力設(shè)計(jì)過程中，煤礦機(jī)電設(shè)備在正常使用狀態(tài)下無需在滿載負(fù)荷狀況下進(jìn)行長時(shí)間工作，為了使設(shè)備能夠與動(dòng)力要求相滿足，而不會(huì)引起能源浪費(fèi)問題，有必要將變頻技術(shù)在設(shè)備使用過程中得到運(yùn)用，避免設(shè)備有多余的力矩產(chǎn)生，變頻技術(shù)主要包括點(diǎn)擊傳動(dòng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電力電子技術(shù)，是將強(qiáng)弱電與機(jī)械設(shè)備相結(jié)合的綜合技術(shù)。變頻技術(shù)的基本原理是將工頻電流信號(hào)通過半導(dǎo)體元件轉(zhuǎn)換為其他頻率，再進(jìn)一步將轉(zhuǎn)換的工頻交流電轉(zhuǎn)換為直流電，依靠逆變器控制調(diào)節(jié)電壓和電流，使機(jī)電設(shè)備能夠達(dá)到無級(jí)調(diào)速。更進(jìn)一步地講，煤礦機(jī)電設(shè)備中的變頻技術(shù)就是利用電機(jī)轉(zhuǎn)速與電流頻率之間的同比增長關(guān)系，通過改變電流頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的有效合理控制。通過變頻技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電機(jī)的平穩(wěn)、自動(dòng)加減速控制，提高電機(jī)的工作效率并減小能源消耗。變頻器的電路通常分為四個(gè)部分，包括整流、直流、逆變和控制部分，各個(gè)部分相輔相成，共同控制著電機(jī)的工作，共同實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備轉(zhuǎn)速的自動(dòng)、節(jié)能、高效控制。

隨著全國各地煤礦資源的不斷開采，可利用的煤礦資源越來越少，各個(gè)煤礦開采企業(yè)之間的競爭也越來越激烈，煤炭企業(yè)作為用電大戶，噸煤電耗已經(jīng)作為煤礦企業(yè)的一項(xiàng)重要經(jīng)營指標(biāo)，能否有效提高機(jī)械設(shè)備的節(jié)能效率、減少污染排放在很大程度上決定著企業(yè)的綜合競爭力。在煤礦機(jī)械電設(shè)備中融入變頻技術(shù)是節(jié)能減排、提高企業(yè)競爭力、保護(hù)環(huán)境、保證企業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展的一項(xiàng)重要舉措。在當(dāng)前煤礦開采作業(yè)中，機(jī)械設(shè)備的用電量占用電總量的70%以上，因此變頻技術(shù)具有很大的節(jié)能潛力，是煤礦開采企業(yè)節(jié)能減排的關(guān)鍵，在煤礦生產(chǎn)中具有十分重要的意義。

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

1.變頻控制技術(shù)應(yīng)用于通風(fēng)機(jī)

通風(fēng)機(jī)是依靠機(jī)械能增加氣體壓力并不斷排送氣體的機(jī)械設(shè)備，具有噪音低、通風(fēng)量大、效率高等特點(diǎn)。通風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于我國礦山工業(yè)領(lǐng)域，可以向礦山作業(yè)井下輸送大量的新鮮空氣，也可以用于礦井工作面的通風(fēng)和除塵工作，因此，通風(fēng)機(jī)的正常使用對(duì)于保證礦山井下作業(yè)的安全性非常重要。

將變頻控制技術(shù)有效應(yīng)用于礦山通風(fēng)機(jī)設(shè)備中，一方面可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)量的精確調(diào)節(jié)，為礦山井下提供適量的新鮮空氣，保證礦山井下作業(yè)的安全性；另一方面，通過變頻控制技術(shù)可以根據(jù)井下作業(yè)的具體需求調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)功率，改變通風(fēng)量，在保證安全作業(yè)的前提下有效降低功耗，避免不必要的資源消耗，同時(shí)可以減少通風(fēng)機(jī)的機(jī)械損耗，有效延長通風(fēng)機(jī)的使用壽命。將變頻控制技術(shù)應(yīng)用于通風(fēng)機(jī)，具有安全、節(jié)能的優(yōu)勢，具有一定的現(xiàn)實(shí)效益。

2.變頻控制技術(shù)應(yīng)用于提升機(jī)

提升機(jī)是依靠機(jī)械能改變重物的勢能進(jìn)行重物運(yùn)輸?shù)拇笮蜋C(jī)械設(shè)備，具有功率較大、提升能力較強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定性高、壽命相對(duì)較長等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于我國礦山工業(yè)領(lǐng)域。礦井提升機(jī)是通過電機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩移動(dòng)，從而帶動(dòng)容器在井筒中升降完成礦井運(yùn)輸作業(yè)的大型機(jī)械設(shè)備，主要用于礦山作業(yè)中材料和人員運(yùn)輸工作，提升機(jī)的正常運(yùn)行是礦井作業(yè)正常進(jìn)行的必要條件。

將變頻控制技術(shù)應(yīng)用于礦井提升機(jī)中，一方面可以通過電腦程序控制提升機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)，有效改善提升機(jī)的轉(zhuǎn)換性能，提高運(yùn)行和轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定性；另一方面，可以通過程序?qū)μ嵘龣C(jī)運(yùn)行過程進(jìn)行精確控制，結(jié)合需求改變升降速度，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的要求，同時(shí)減少運(yùn)行系統(tǒng)內(nèi)部的機(jī)械磨損，延長提升機(jī)的使用壽命。

3.變頻控制技術(shù)應(yīng)用于皮帶機(jī)

皮帶機(jī)是依靠機(jī)械摩擦驅(qū)動(dòng)力帶動(dòng)重物移動(dòng)從而完成運(yùn)輸任務(wù)的機(jī)電設(shè)備，主要通過電機(jī)帶動(dòng)傳送帶移動(dòng)而達(dá)到運(yùn)輸?shù)哪康?，具有組成結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單、工作穩(wěn)定性高、輸送物質(zhì)范圍較廣、輸送能力較強(qiáng)等特點(diǎn)，在我國礦山工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛，發(fā)揮主要的輸送功能。因此，皮帶機(jī)的總體功率消耗遠(yuǎn)大于提示機(jī)和通風(fēng)機(jī)等基本設(shè)備，是礦山大型機(jī)電設(shè)備中功率消耗最大的機(jī)電設(shè)備。皮帶機(jī)在運(yùn)行過程中需要承受重物壓力產(chǎn)生的形變，電機(jī)表面會(huì)積累大量的熱量，加速皮帶機(jī)的老化。

將變頻控制技術(shù)應(yīng)用于皮帶機(jī)中，可以根據(jù)皮帶機(jī)的負(fù)載變化而調(diào)節(jié)皮帶機(jī)的運(yùn)行功率，一方面可以提升皮帶機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性，減少不必要的因素干擾給皮帶機(jī)帶來的破壞性；另一方面可以在滿足輸送需求的前提下達(dá)到節(jié)能環(huán)保的要求，同時(shí)可以減少不必要的熱量帶來的老化現(xiàn)象，延長皮帶機(jī)的使用壽命。

4.變頻控制技術(shù)應(yīng)用于渣漿泵

渣漿泵是借助離心驅(qū)動(dòng)力將電能轉(zhuǎn)化為介質(zhì)的動(dòng)能和勢能的機(jī)電設(shè)備，具有機(jī)械功率較大、功率等級(jí)復(fù)雜、結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜等特點(diǎn)，是我國礦山工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的機(jī)電設(shè)備之一。渣漿泵在礦山工業(yè)作業(yè)時(shí)經(jīng)常需要長時(shí)間不間斷運(yùn)行，功率消耗非常大。

將變頻控制技術(shù)應(yīng)用于渣漿泵中具有很大的現(xiàn)實(shí)效益，一方面可以改善渣漿泵的加速模式，通過程序控制實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)加速，減少啟動(dòng)時(shí)對(duì)整體電網(wǎng)的沖擊力，提升運(yùn)行時(shí)的安全性；另一方面，可以根據(jù)負(fù)載的變化調(diào)節(jié)運(yùn)行功率，在節(jié)能環(huán)保的同時(shí)減少設(shè)備的機(jī)械損耗，延長設(shè)備使用壽命。

三、結(jié)語

綜上所述，作為先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用不僅能夠使煤礦機(jī)電設(shè)備的加工和生產(chǎn)效率提升，而且降低了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)及加工成本，在很大程度上使煤礦企業(yè)的生產(chǎn)、加工環(huán)境以及傳統(tǒng)的機(jī)械作業(yè)手段得到改變。所以，加強(qiáng)變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用，早已成為對(duì)煤礦企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)水平進(jìn)行衡量的重要手段，因此，進(jìn)一步加強(qiáng)分析變頻技術(shù)，對(duì)變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用范圍得到擴(kuò)大，因此值得工作人員深入探討。

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