杜海松

摘 要：變頻技術(shù)這種先進(jìn)的智控技術(shù)，能夠有效的提高礦山機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)與加工的效率。此外在變頻技術(shù)的影響下，煤企生產(chǎn)成本也將大大降低，進(jìn)而實現(xiàn)了由傳統(tǒng)生產(chǎn)向現(xiàn)代化生產(chǎn)模式與理念的轉(zhuǎn)變。大力推廣變頻技術(shù)如今已經(jīng)成為每一個煤企的工作基本準(zhǔn)則，是現(xiàn)代化煤企行業(yè)的生產(chǎn)衡量標(biāo)準(zhǔn)。煤企必須予以變頻技術(shù)高度的重視，才能夠推動我國煤炭產(chǎn)量的再一次提高。

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

引言：

變頻技術(shù)是一種可以控制能源消耗的有效技術(shù)，變頻技術(shù)的利用可以大大改觀目前礦山設(shè)備生產(chǎn)能源浪費(fèi)巨大的問題，在降低能源消耗的同時，延長了機(jī)電設(shè)備的使用壽命。除此之外，變頻技術(shù)還能夠減少機(jī)電設(shè)備應(yīng)用生產(chǎn)中對周遭環(huán)境的影響，所以這項技術(shù)如今已經(jīng)成為國家大力推廣的技術(shù)，并逐步滲透到礦山生產(chǎn)當(dāng)中。

1變頻控制技術(shù)簡介及其工作原理

一般來說，在進(jìn)行礦山開發(fā)時不需要使煤礦機(jī)電設(shè)備長時間高負(fù)荷工作，要注意節(jié)約資源，將變頻控制技術(shù)應(yīng)用在礦山開采中可以滿足以上需求，從而避免煤礦機(jī)電設(shè)備產(chǎn)生過剩力矩。變頻控制技術(shù)包括計算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)、電機(jī)傳動技術(shù)，在工作過程中將機(jī)械設(shè)備和強(qiáng)弱電技術(shù)相結(jié)合就形成了一種綜合性較強(qiáng)的新型技術(shù)。變頻控制技術(shù)的工作原理其實就是使交流電先通過半導(dǎo)體，然后變?yōu)槠渌l率，接著再利用相關(guān)設(shè)備將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，最后再利用逆變器實現(xiàn)對電流和電壓的調(diào)節(jié)和控制。通過上述過程就可以完成機(jī)電設(shè)備的無極調(diào)速。

這種調(diào)速方式可以極大地減少損耗，節(jié)約資源的同時也減少了工作過程中對周圍環(huán)境造成的影響。此外，變頻技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用主要是利用了電流頻率和電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的同比增長關(guān)系，因此，變頻調(diào)速技術(shù)可以根據(jù)實際的工作量對速度進(jìn)行改變，在工作負(fù)荷高時提升工作速度，在工作負(fù)荷較低時減小工作速度，通過上述方式，電流頻率對電機(jī)實際轉(zhuǎn)速形成控制，進(jìn)而實現(xiàn)對礦山機(jī)電設(shè)備的有效控制。

變頻技術(shù)中的電路有四個部分：整流、直流、控制、逆流，這幾個部分相互作用、相輔相成，一起完成對礦山機(jī)電設(shè)備的控制。變頻技術(shù)可以保證機(jī)電設(shè)備的有效運(yùn)行，控制設(shè)備運(yùn)行的速度，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率，節(jié)約能源，在礦山開采行業(yè)具有極大的應(yīng)用前景。近年來，研究人員還研究出了模糊自動化控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，在這些新型技術(shù)下，變頻控制調(diào)控系統(tǒng)集成化的程度也有了顯著的提高，一些新的控制系統(tǒng)例如高級專用集成電路也逐漸被應(yīng)用到礦山開采中。隨著變頻器的不斷發(fā)展和優(yōu)化，一些新的新的功能也在原本的調(diào)速功能上發(fā)展起來。例如編程、通信等等，這為變頻控制技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的進(jìn)一步應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

2礦山機(jī)電設(shè)備變頻控制技術(shù)的應(yīng)用

2.1皮帶設(shè)備中變頻控制技術(shù)的應(yīng)用

礦井下皮帶機(jī)的功率一般較大，它首先利用繞線電機(jī)經(jīng)轉(zhuǎn)子繞組降壓啟動后工頻巡行，之后再在液力耦合器的作用下轉(zhuǎn)換到皮帶機(jī)上。皮帶機(jī)作為礦山開采中的一個重要設(shè)備其工作原理是先使輪轂產(chǎn)生動力進(jìn)行工作，之后再利用所產(chǎn)生的摩擦力帶動皮帶，從而保證皮帶的穩(wěn)定運(yùn)行。在上述摩擦力的作用下，皮帶借助本身所具有的張力實現(xiàn)在滾軸上的向前運(yùn)行。一般來說，在進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)時，皮帶機(jī)啟動會產(chǎn)生巨大的電流，為了避免這種現(xiàn)象，在實際工作中一般會采用對其中的轉(zhuǎn)子串接電阻改善轉(zhuǎn)矩和降低空載系統(tǒng)的壓力等方法。

上述措施雖然會起到一定的作用，但是減小皮帶啟動電流的效果并不明顯，甚至有可能使電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，或者使電機(jī)內(nèi)部發(fā)熱嚴(yán)重，再加上皮帶機(jī)本身的啟動時間就比較短，在實際的工作過程中還有可能出現(xiàn)斷裂、老化嚴(yán)重等現(xiàn)象，所以在進(jìn)行礦山開采作業(yè)時一定要保證皮帶機(jī)具有較高的韌性。除了皮帶機(jī)本身會出現(xiàn)問題，液力耦合器在工作時也可能會出現(xiàn)內(nèi)部油溫過高，部件磨損嚴(yán)重等問題，這就在一定程度上提高了機(jī)械的維修成本，同時也加大了對周圍環(huán)境的影響。上述的這些問題都給礦井的生產(chǎn)工作造成了嚴(yán)重阻礙，針對這種現(xiàn)象，將變頻控制技術(shù)引入皮帶機(jī)工作當(dāng)中，可以實現(xiàn)皮帶機(jī)的軟起、軟停，從而保證皮帶機(jī)的穩(wěn)定工作。此外，將變頻控制技術(shù)應(yīng)用到其中后可以實時觀察皮帶的負(fù)載情況，根據(jù)實際情況對對力矩和輸出頻率進(jìn)行調(diào)整，在節(jié)約資源的同時也降低了企業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性，避免了過載生產(chǎn)可能造成的危險，大大提高了礦井工作的效率。

2.2提升設(shè)備中變頻控制技術(shù)的應(yīng)用

以往的提升機(jī)工作模式就是先在電動機(jī)轉(zhuǎn)子電路內(nèi)接入金屬電阻，然后再用接觸器將電阻切除，從而達(dá)到調(diào)節(jié)提升速度的目的。但是這種工作方式存在很多問題，例如電阻耗能量較大，提升機(jī)內(nèi)部散熱性能較差、速度可調(diào)節(jié)范圍較小、調(diào)速精度較低等等。此外，在減速段和下放時存在動力制動，這一過程中來不及完全消耗電源的能量，這就造成了電能的浪費(fèi)，同時也加大了對設(shè)備的損壞，降低了提升設(shè)備的安全性。將變頻技術(shù)應(yīng)用到礦井提升驅(qū)動系統(tǒng)后，可以有效解決上述問題，一方面可以使提升機(jī)在較為穩(wěn)定安全的狀態(tài)性進(jìn)行減速、加速，這里的速度調(diào)節(jié)不是傳統(tǒng)的機(jī)械調(diào)節(jié)，而是電氣控制調(diào)節(jié)，這樣一來就可以大大減少提升機(jī)作業(yè)過程中產(chǎn)生的沖擊和摩擦，延長各種設(shè)備的使用壽命。另一方面，變頻控制技術(shù)還具有回饋制動的特點，當(dāng)提升機(jī)處于負(fù)力情況時，電動機(jī)會產(chǎn)生再生能量并將其傳輸?shù)诫娋W(wǎng)，從而節(jié)約電能。除了上面說的兩點，變頻控制技術(shù)還能夠編寫程序和電控系統(tǒng)中的繼電器的邏輯關(guān)系，降低失誤，此外，變頻控制技術(shù)外部線路控制執(zhí)行繼電器的數(shù)量比較少，可以大大節(jié)約生產(chǎn)成本，提高礦山開采的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3通風(fēng)設(shè)備中變頻控制技術(shù)的應(yīng)用

除了提升機(jī)和皮帶設(shè)備，變頻控制技術(shù)還可以應(yīng)用在通風(fēng)設(shè)備中。在礦井開采中，通風(fēng)機(jī)的主要功能就是使井下的空氣流通，將有害的氣體排出，通風(fēng)換氣，這和礦工的生命息息相關(guān)，所以說通風(fēng)機(jī)在整個生產(chǎn)過程中具有極其重要的作用。當(dāng)前，礦井開采的深度不斷加深，這就要求通風(fēng)機(jī)具有較大的功率，這種需求對于井下作業(yè)進(jìn)一步的深入具有重要的影響，將變頻技術(shù)應(yīng)用到通風(fēng)機(jī)中，可以有效滿足上述需求。在實際的工作當(dāng)中，變頻控制技術(shù)可以根據(jù)實際需求的風(fēng)量來對通風(fēng)機(jī)的功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，避免對電能的浪費(fèi)，保證通風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。

3結(jié)語

綜上所述，變頻控制技術(shù)作為一種新型的技術(shù)手段，可以廣泛應(yīng)用于礦山作業(yè)中的機(jī)電設(shè)備、提升設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備等等，不僅可以延長設(shè)備的使用壽命，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，還可以提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，保障設(shè)備的安全運(yùn)行，提高煤礦機(jī)電設(shè)備加工和生產(chǎn)的效率，推動傳統(tǒng)機(jī)械作業(yè)方式的改變。雖然當(dāng)前變頻控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于煤礦行業(yè)中，但是要想進(jìn)一步提高生產(chǎn)水平，還要加強(qiáng)對變頻控制技術(shù)的研究，推動變頻控制技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的進(jìn)一步使用，才能提高我國煤礦生產(chǎn)效率。

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