王治華

摘 要：現(xiàn)代煤礦企業(yè)一直在大力發(fā)展現(xiàn)代化生產(chǎn)模式，并引進(jìn)了大量現(xiàn)代化、先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備，在此過(guò)程中變頻技術(shù)開(kāi)始在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中得到了廣泛運(yùn)用。本文將以變頻技術(shù)及其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)介紹為切入點(diǎn)，對(duì)技術(shù)在煤礦機(jī)電工程中的具體運(yùn)用展開(kāi)深度解讀，旨在提升變頻技術(shù)應(yīng)用水平，保證煤礦機(jī)電工程整體運(yùn)行質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：技術(shù)原理;應(yīng)用優(yōu)勢(shì);煤礦機(jī)電工程;提升機(jī);變頻技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM921 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）18-0159-02

隨著社會(huì)發(fā)展對(duì)于能源需求量的不斷增加，大量煤礦企業(yè)開(kāi)始崛起。為在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，在煤炭行業(yè)中占據(jù)更大的市場(chǎng)份額，企業(yè)紛紛對(duì)自身煤礦機(jī)電工程展開(kāi)了優(yōu)化與升級(jí)，期望通過(guò)對(duì)各種先進(jìn)手段的合理運(yùn)用，對(duì)工程能源消耗形成有效控制，進(jìn)而將生產(chǎn)成本控制在合理范圍內(nèi)。在諸多先進(jìn)手段中，變頻技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)極為突出，是現(xiàn)代煤礦企業(yè)研究重點(diǎn)內(nèi)容。

1 變頻技術(shù)原理

變頻技術(shù)屬于轉(zhuǎn)換技術(shù)范疇，通過(guò)對(duì)技術(shù)的運(yùn)用可將直流電逆變成不同頻率的交流電，或?qū)⒔涣麟娮兂芍绷麟娭笤賹⑵滢D(zhuǎn)換成不同頻率的交流電，總之，是對(duì)電流頻率的轉(zhuǎn)換，不會(huì)使電能發(fā)生相應(yīng)變化[1]。將變頻技術(shù)運(yùn)用到機(jī)電工程之中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備節(jié)能效率的有效調(diào)節(jié)，會(huì)在機(jī)電優(yōu)勢(shì)輔助下，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)弱電有效融合，確保機(jī)電一體化可以真正形成一個(gè)整體，這對(duì)于機(jī)電工程整體運(yùn)行而言，極為有利。

技術(shù)原理：在對(duì)變頻技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用時(shí)，會(huì)利用通斷現(xiàn)象影響，使半導(dǎo)體設(shè)備內(nèi)電源轉(zhuǎn)換為其他電能進(jìn)而對(duì)設(shè)備運(yùn)行展開(kāi)控制，是以轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)備上部存在交流電，將其變?yōu)橹绷麟妷涸龠\(yùn)用逆變器將其轉(zhuǎn)換為需要頻率的。運(yùn)用交流電機(jī)所產(chǎn)生的LED驅(qū)動(dòng)電源具有較為明顯的可調(diào)節(jié)性特征，電源可按照電動(dòng)機(jī)調(diào)速期間具體需要，產(chǎn)生相應(yīng)電壓以及電流，是較高水平的變頻手段。同時(shí)，技術(shù)還可滿(mǎn)足能源危機(jī)要求，主要是因?yàn)殡娫醋儎?dòng)是完全遵從實(shí)際情況和真實(shí)需求所產(chǎn)生的，可實(shí)現(xiàn)速度自動(dòng)平化提升效果，煤礦開(kāi)采質(zhì)量。

2 變頻技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

變頻技術(shù)在機(jī)電工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1）調(diào)節(jié)速度。以提升機(jī)為例。傳統(tǒng)提升機(jī)速度調(diào)節(jié)多會(huì)通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子串電阻實(shí)施調(diào)整的方式完成調(diào)節(jié)任務(wù)，此種調(diào)節(jié)方式具有準(zhǔn)確率低、調(diào)度范圍小等方面問(wèn)題，很容易會(huì)造成設(shè)備損壞，致使設(shè)備使用壽命、使用性能受到破壞，而運(yùn)用變頻技術(shù)展開(kāi)調(diào)節(jié)，可妥善解決以往調(diào)節(jié)所存在的各項(xiàng)問(wèn)題，能夠達(dá)到延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，保證設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的目標(biāo)，優(yōu)勢(shì)較為突出;（2）節(jié)約能源。以壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)為例。兩種設(shè)備均是通過(guò)對(duì)氣門(mén)開(kāi)度進(jìn)行調(diào)整的方式完成流量調(diào)節(jié)的，雖然具有一定優(yōu)勢(shì)，但卻存在著電能損耗較大的問(wèn)題，會(huì)使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益受到一定影響，但在運(yùn)用變頻技術(shù)之后，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電力能源消耗的有效控制，可降低企業(yè)在各方面資源方面成本投入，達(dá)到良好的節(jié)能效果;（3）除上述兩點(diǎn)外，變頻技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于縮小設(shè)備體積以及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化等方面，應(yīng)用價(jià)值較為突出，會(huì)對(duì)煤礦企業(yè)生產(chǎn)、發(fā)展形成有效助力[2]。

3 變頻技術(shù)在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中的具體運(yùn)用

3.1 提升機(jī)方面

礦井提升機(jī)主要用于人員、煤炭運(yùn)輸，是煤礦機(jī)電工程重要組成。隨著煤礦日常生產(chǎn)需求的不斷變化，提升機(jī)也要隨之做出調(diào)整與優(yōu)化，要通過(guò)對(duì)自身速度進(jìn)行有效調(diào)整的方式，滿(mǎn)足工程各項(xiàng)要求。通過(guò)對(duì)變頻技術(shù)的運(yùn)用，技術(shù)人員可快速完成提升機(jī)電阻值調(diào)整操作，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)運(yùn)行的有效控制，達(dá)到良好的設(shè)備速度提升效果，設(shè)備運(yùn)行會(huì)變得更加穩(wěn)定，生產(chǎn)安全性也會(huì)得到顯著提升。同時(shí)變頻技術(shù)的運(yùn)用，也可有效減少對(duì)于繼電器的使用，可省去維護(hù)電路設(shè)置環(huán)節(jié)。而借助變頻技術(shù)精準(zhǔn)控制優(yōu)勢(shì)，也可實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的科學(xué)修改，能夠達(dá)到切實(shí)改善提升機(jī)性能的目標(biāo)，可通過(guò)對(duì)速度實(shí)施控制的方式，降低設(shè)備摩擦頻率[3]。

3.2 皮帶設(shè)備方面

實(shí)施煤炭開(kāi)采時(shí)，應(yīng)保證皮帶設(shè)備運(yùn)行頻率能夠始終高于提升機(jī)運(yùn)行頻率，以保證整體生產(chǎn)順利進(jìn)行。作為煤炭運(yùn)輸重要設(shè)備，皮帶設(shè)備會(huì)通過(guò)相互間摩擦，完成一系列物資運(yùn)輸任務(wù)，是煤礦生產(chǎn)重要設(shè)備之一。由于皮帶設(shè)備在使用過(guò)程中需要大量電能作為支持，所以設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中很容易會(huì)因?yàn)殡娐分兴a(chǎn)生的較大負(fù)擔(dān)與壓力，致使設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p傷。同時(shí)因?yàn)槠沁\(yùn)用摩擦力展開(kāi)運(yùn)輸?shù)?，長(zhǎng)時(shí)間的摩擦?xí)a(chǎn)生較大熱能，在熱能達(dá)到一定范圍時(shí)，便會(huì)使設(shè)備受到影響，所以做好設(shè)備運(yùn)行控制是極為必要的[4]。鑒于此，技術(shù)人員可通過(guò)對(duì)變頻技術(shù)的運(yùn)用，對(duì)皮帶設(shè)備運(yùn)行期間所產(chǎn)生的熱能展開(kāi)控制，以在解決能源浪費(fèi)問(wèn)題的同時(shí)，做好煤炭開(kāi)采安全性保護(hù)?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)機(jī)電工程多是運(yùn)用液力聯(lián)軸器啟動(dòng)皮帶設(shè)備的，電路電壓?jiǎn)栴}以及熱能問(wèn)題較為凸出，所以可運(yùn)用變頻技術(shù)替代液力聯(lián)軸器展開(kāi)皮帶設(shè)備啟動(dòng)，這樣不僅能夠保證設(shè)備啟動(dòng)效率與性能，同時(shí)還可不斷提升設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，能夠妥善解決設(shè)備能源利用等方面問(wèn)題。

3.3 采煤機(jī)方面

由于煤礦開(kāi)采整體環(huán)境較為惡劣，所以采煤機(jī)在使用時(shí)需要保證自身性能，以保證各項(xiàng)開(kāi)采工作順利展開(kāi)。采煤機(jī)整體系統(tǒng)較為復(fù)雜，是采煤環(huán)節(jié)關(guān)鍵設(shè)備，如果在開(kāi)采過(guò)程中機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障，便會(huì)使開(kāi)采工作開(kāi)展受到直接干擾。為妥善解決這一問(wèn)題，可通過(guò)對(duì)變頻技術(shù)的使用，完成采煤機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)建設(shè)，以通過(guò)對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的合理運(yùn)用，及時(shí)按照采煤環(huán)境以及設(shè)備運(yùn)行狀況，做好設(shè)備運(yùn)行速度調(diào)整，進(jìn)而將設(shè)備故障發(fā)生概率控制在最低，達(dá)到預(yù)期煤炭開(kāi)采目標(biāo)[5]。目前，能源回饋型四象限變頻器等變頻技術(shù)設(shè)備已經(jīng)在電牽引采煤機(jī)中得到了廣泛運(yùn)用，此舉不僅有效提高了采煤機(jī)整體科技含量，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)采煤機(jī)運(yùn)行的有效保護(hù)，為設(shè)備健康、高質(zhì)量使用奠定了良好基礎(chǔ)。

3.4 空氣壓縮機(jī)方面

在煤礦開(kāi)采中，空氣壓縮機(jī)主要負(fù)責(zé)風(fēng)機(jī)機(jī)電運(yùn)行動(dòng)力供給，在此過(guò)程中，在交流電作用下，電動(dòng)機(jī)會(huì)始終保持良好的工作狀態(tài)，空氣壓縮機(jī)會(huì)通過(guò)對(duì)上下兩點(diǎn)控制模式進(jìn)行使用的方式，完成一系列工作任務(wù)。在空氣機(jī)缸壓和預(yù)設(shè)壓力處于相同數(shù)值時(shí)，交流電動(dòng)機(jī)工頻運(yùn)行可實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣壓縮機(jī)氣閥的自動(dòng)關(guān)閉，在此過(guò)程中電動(dòng)機(jī)會(huì)保持空載狀態(tài)，不會(huì)消耗較大能量。在空氣機(jī)缸壓力出現(xiàn)下降狀況，且壓力數(shù)值無(wú)線(xiàn)接近預(yù)設(shè)壓力時(shí)，空氣壓氣閥也會(huì)隨之開(kāi)啟，會(huì)對(duì)空氣展開(kāi)壓縮，此時(shí)電動(dòng)機(jī)會(huì)保持在重載狀態(tài)。

由于客觀以及主觀等因素影響，在進(jìn)行煤礦開(kāi)采時(shí)，實(shí)際用氣量很難與產(chǎn)氣量保持相同數(shù)值，所以電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，空氣壓縮機(jī)很容易會(huì)出現(xiàn)頻繁卸載、加載的狀況，會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)、電網(wǎng)以及空氣壓縮機(jī)等設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生不良影響。變頻技術(shù)具有較為明顯的易操作、高精度特征，將其運(yùn)用到電動(dòng)機(jī)之中，并不需要對(duì)負(fù)載荷實(shí)施變動(dòng)與更改，會(huì)按照工藝技術(shù)需求以及環(huán)境特點(diǎn)，對(duì)具體問(wèn)題展開(kāi)剖析，進(jìn)而確定電動(dòng)機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)輸出狀態(tài)[6]。運(yùn)用變頻器實(shí)施驅(qū)動(dòng)，可從根本上入手對(duì)空氣壓縮機(jī)卸載、加載展開(kāi)控制，可通過(guò)對(duì)電機(jī)用氣量進(jìn)行調(diào)整的方式，完成轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)操作，進(jìn)而保證供氣壓力穩(wěn)定性，確?？諝鈮嚎s機(jī)停止次數(shù)可以得到有效控制。

3.5 通風(fēng)機(jī)方面

通風(fēng)機(jī)是井下呼吸系統(tǒng)，是保證井下開(kāi)采安全開(kāi)采、順利開(kāi)采的關(guān)鍵要素。由于井下環(huán)境較為惡劣，煤炭開(kāi)采環(huán)境較為特殊，如果無(wú)法保證井下正常通風(fēng)量，會(huì)對(duì)開(kāi)采人員人身安全形成嚴(yán)重威脅，并不利于開(kāi)采工作開(kāi)展。通風(fēng)機(jī)是井下重要通風(fēng)設(shè)備，承擔(dān)著運(yùn)送新鮮空氣、排除有害氣體的重任，需要保持24小時(shí)不間斷運(yùn)行狀態(tài)。在具體進(jìn)行開(kāi)采過(guò)程中，隨著作業(yè)面深度的不斷加深，通風(fēng)機(jī)工作效率要求水平也會(huì)隨之提升，強(qiáng)調(diào)設(shè)備需要保持連續(xù)、有效的運(yùn)行模式。但在具體進(jìn)行通風(fēng)機(jī)使用時(shí)，卻存在著設(shè)備啟動(dòng)難度大、設(shè)備運(yùn)行容易造成機(jī)電設(shè)備遭受破壞等問(wèn)題，會(huì)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生不必要損耗[7]。所以在進(jìn)行通風(fēng)機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程中，可將變頻技術(shù)科學(xué)運(yùn)用到其中，要借助技術(shù)功能對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)展開(kāi)科學(xué)控制，進(jìn)而滿(mǎn)足節(jié)能環(huán)保各項(xiàng)要求，保證設(shè)備啟動(dòng)效率、延長(zhǎng)設(shè)備使用周期。

3.6 刮板機(jī)方面

刮板機(jī)是綜采工作面運(yùn)輸機(jī)中的重要組成，由于運(yùn)輸機(jī)工作環(huán)境相對(duì)較為惡劣，所以存在著停車(chē)隨時(shí)性的特征，刮板運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的靜摩擦力相對(duì)較大，尤其是在刮板輸送機(jī)停機(jī)后，運(yùn)送機(jī)仍然會(huì)受到一定量的荷載，會(huì)造成設(shè)備啟動(dòng)困難的狀況。同時(shí)，設(shè)備井下運(yùn)行會(huì)受到空間、電網(wǎng)容量等因素影響，在爆炸性氣體和煤塵環(huán)境下，大型運(yùn)輸設(shè)備重載難啟動(dòng)問(wèn)題處理難度也會(huì)隨之提升。

按照設(shè)備性能以及以往操作經(jīng)驗(yàn)，煤礦可通過(guò)對(duì)變頻技術(shù)的運(yùn)用，滿(mǎn)足刮板輸送機(jī)啟動(dòng)控制要求：（1）做好啟動(dòng)電流控制，防止因電流過(guò)大而造成電網(wǎng)受沖擊等問(wèn)題，避免啟動(dòng)電流對(duì)電機(jī)、供電系統(tǒng)造成直接影響;（2）因?yàn)檫\(yùn)送機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，需要吸收間隙空載進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，所以需要保證電機(jī)轉(zhuǎn)矩，做好速度控制;（3）在進(jìn)行靜止轉(zhuǎn)為運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩需要達(dá)到一定數(shù)值，才可抵抗靜摩擦所產(chǎn)生的阻力，所以適當(dāng)調(diào)大電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，保證啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)程度，確保其能夠滿(mǎn)足機(jī)械特性曲線(xiàn)要求，進(jìn)而逐步展開(kāi)加速操作。對(duì)靜摩擦力形成有效抵抗后，設(shè)備負(fù)載會(huì)出現(xiàn)明顯減小趨勢(shì)，在此過(guò)程中電機(jī)力矩會(huì)再次提升且出現(xiàn)變慢運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，可達(dá)到平穩(wěn)啟動(dòng)設(shè)備的目標(biāo)[8]。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文對(duì)變頻技術(shù)相關(guān)內(nèi)容的闡述，使我們對(duì)變頻技術(shù)及其在煤礦機(jī)電工程中的運(yùn)用有了更加清晰的了解。各煤礦企業(yè)應(yīng)明確認(rèn)識(shí)到變頻技術(shù)的重要作用，應(yīng)增強(qiáng)對(duì)技術(shù)以及技術(shù)應(yīng)用方式的研究力度，并將其科學(xué)運(yùn)用到提升機(jī)、皮帶設(shè)備以及刮板機(jī)等設(shè)備之中，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的切實(shí)強(qiáng)化與升級(jí)，確保設(shè)備原有運(yùn)行問(wèn)題可以得到妥善解決，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)理想化設(shè)備應(yīng)用模式，確保各設(shè)備所具有效能可以最大限度在煤礦生產(chǎn)中發(fā)揮出來(lái)，從而達(dá)到最佳煤礦機(jī)電工程運(yùn)行效果，為企業(yè)獲取到更大的經(jīng)濟(jì)效益。

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