變頻技術在煤礦機電設備中的應用研究

1、<p>　　變頻技術在煤礦機電設備中的應用研究</p><p>　　摘要：煤礦機電設備中變頻技術，隨著煤礦生產行業(yè)對機械用電節(jié)能不斷增大的要求，應用越來越廣泛。同時，它還具有軟停機和無沖擊啟動的良好控制特性。因為煤礦生產在安全和環(huán)境上較為特殊，變頻器在煤礦中進行使用的比較晚。而本文主要就是針對變頻技術在煤礦機電設備中的應用來進行闡述。 </p><p>　　關鍵詞：變頻技術；煤礦

2、機電設備；應用 </p><p>　　中圖分類號：X752 文獻標識碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　隨著信息技術、自動化控制、計算機技術以及電子技術近年來的飛速發(fā)展， </p><p>　　對于煤礦機電設備的技術化水平也在日益的增高。當前，煤礦企業(yè)主要依靠機械化生產作業(yè)，所以煤

3、礦企業(yè)生產的主要成本已經成為了能耗成本，而大部分能耗是由提升運輸、控制通風以及排水等機電設備消耗。因此，就得借助變頻技術來充分的實現降低煤礦生產過程中機電設備的能耗，儼然已經成為了提高經濟效益，減少生產成本的主要手段。 </p><p>　　1、變頻技術的原理 </p><p>　　交流變頻條數技術是在電力電子技術、電機傳統(tǒng)技術和微機技術的基礎上產生的，這項綜合技術將強弱電混合、機電一體綜

4、合在一起。它的主要本領是通過具有通斷能力的半導體器件，把工頻電源變換成另一頻率的電能，從而控制裝置。變頻技術的工作原理是通過整流橋把工頻交流電壓轉換成直流電壓，再通過逆變器將其轉變成頻率、電壓能夠調節(jié)的交流電壓，讓其以驅動電壓的形式驅動交流電機，這樣便可以使電壓和電流適應無極調速，通過這種方式進行調速不會產生轉差損耗。在當代這樣一個能源危機的時代，出現變頻技術是必然的，因為變頻技術可以按照電機負載將自動的減速、加速、平滑功能實現，大幅提

5、高電機工作的效率。 </p><p>　　2、我國煤礦開發(fā)面臨的問題 </p><p>　　隨著我國經濟的發(fā)展，國家加強了對于城市環(huán)境的建設，而一切的建設工程都離不開電力的支持，上文已經說過電力的來源，所以國家也加大了對于煤礦的開發(fā)和使用。但是在現實中存在許多“黑”煤礦，他們的操作不規(guī)范，有的甚至還出現了塌方的慘劇，這些行為不僅威脅到人們的安全而且更加影響到了城市以及政府部門的形象。這些問

6、題的成因雖然有自然的因素，但是歸根結底還是煤礦的取用技術存在嚴重的問題。一些煤礦開發(fā)的工程部門只顧著眼前利益，盲目的生產而不去引進新的技術，這樣不僅加大了生產的成本而且也會造成安全的隱患。 </p><p>　　3、變頻技術在煤礦機電設備中的應用 </p><p>　　3.1、礦井提升機 </p><p>　　目前，礦井提升機變頻技術的應用，主要以高壓變頻調速控制系

7、統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)為主。在礦井提升機高壓變頻調速控制系統(tǒng)設計中，一般采用單元串聯多電平能量回饋型四象限高壓變頻控制系統(tǒng)，不但提高了高壓回路與低壓控制回路之間的通訊能力，還能增強系統(tǒng)的抗干擾性和安全性，使提升全過程的位置控制、速度控制、動態(tài)畫面監(jiān)視及保護功能等功能更加完善可靠，從而改善了提升機啟動、加速、運行、減速等運行階段的性能，減少對設備、鋼絲繩的機械沖擊，增強提升系統(tǒng)的安全水平。 </p><p>　　3.2

8、、在皮帶輸送機上的應用 </p><p>　　煤礦使用最多的運輸設備就是皮帶輸送機。一般它使用的方式是交流電動機工頻拖動，傳動需要通過液力耦合器，所以，它具有啟動電流沖擊大、傳動效率低等不足，液力耦合器與皮帶會產生很嚴重的磨損，所以會有很高的維修和維護成本。但是將變頻器的軟啟動功能得以利用，便可以使皮帶輸送機完成系統(tǒng)的軟啟動，使皮帶在啟動時產生的張力減少，同時使皮帶的傷害減少。同時還可以將運輸速度按照輸送量的大小

9、進行實時的調整，以實現節(jié)約能源的目標。變頻器完善具有以下保護功能：過流保護、過壓保護、過載保護、短路保護、欠壓保護等，同時可對接皮帶輸送機的綜合保護裝置，如瓦斯保護、煤位保護、跑偏保護、打滑保護、煙霧保護、急停保護、縱向撕裂保護等，以使各項安全保護性能得以完成。特別是在使用下運式皮帶輸送時，發(fā)電制動可以使電網得到回饋，更好的實現節(jié)能效果。 </p><p><b>　　3.3、排水泵 </b>

10、;</p><p>　　排水泵主要完成全礦井的排水任務，它對整個礦井安全生產有著極其重要的意義。在雨季、冬季或者礦井建設、生產的不同時期中，礦井中的涌水量也是不一樣的。排水量的調節(jié)要按照實際的涌水量進行，要依照礦井的最大涌水量來選擇礦井的主要排水泵型號。因此，礦井的主要排水泵在實際的生產中往往存在功率不足的現象，使得排水效果無法達到規(guī)定的要求，同時還浪費電能。變頻技術應用到排水泵中，改善了運行頻率的對點擁擠，同時

11、依照礦井的實際涌水量改變了電動機的轉速，使排水需求得到了滿足，防止了因電動機功率不同造成的問題。按照有關的統(tǒng)計可以發(fā)現，在變頻技術運用之后，主要排水泵提高了三成以上的節(jié)電能力。 </p><p><b>　　3.4、通風機 </b></p><p>　　通風機的主要任務就是完成全礦井的通風，所以，通風機是礦井生產中的一個主要設備。開采作業(yè)在不同的時期中，由于開采的深度

12、在不斷的加深，很多因素都在隨之改變，對通風的需求同時也在改變，對礦井通風量的需要主要是通過實際的用風量來進行調節(jié)的。礦井主要通風機性能的選擇主要是依照礦井最大的用風量來進行，傳統(tǒng)的通風機往往存在功率不足的問題。通過使用變頻技術，將主要的通風機進行一定的技術改造，它改造的目的類似于排水泵的改造，主要按照礦井的實際通風量設定電動機的運行頻率，不僅滿則了實際通風的需求，同時還使通風機的功率需求得到了滿足。 </p><p&

13、gt;　　3.5、空氣壓縮機 </p><p>　　煤礦風動工具所需要的動力源是空氣壓縮機提供的，一般它由交流電機拖動，在較長時間內電動機都處在全速工作的工頻之下。空氣壓縮機一般使用上、下兩點的控制方式進行壓力控制，也就是交流電動機總是處在工頻運行的狀態(tài)下，然后當在空壓機氣缸中的壓力與設定的壓力值相等時，空壓機的進氣閥就會關閉，壓縮氣體就不會再產生，電動機便處在空載的狀態(tài)下；當壓力下降，直到與設定的壓力值相等時，

14、空壓機的氣閥就會打開，壓縮空氣產生，電動機就處在重載的狀態(tài)下。 </p><p>　　4、變頻技術在煤礦機電設備中的應用展望 </p><p>　　隨著節(jié)能減排政策的推進，煤礦作為用電大戶更需要節(jié)能設備取代原來的陳舊設備，所以，變頻技術在礦山會越來越廣泛的應用，變頻技術的發(fā)展在我國煤礦領域發(fā)展會有很大的空間。 </p><p><b>　　4.1、推廣面廣

15、 </b></p><p>　　煤礦機電設備多，如果變頻器能解決好設備間的匹配問題，肯定能得到廣泛的推廣。 </p><p><b>　　4.2、需求量大 </b></p><p>　　我國煤礦數量多，需要改造和新建設的礦井都需要上馬節(jié)能的設備，這樣就必然會推動變頻技術在煤礦的發(fā)展。 </p><p>　　4

16、.3、專業(yè)化更強 </p><p>　　煤礦因井下條件惡劣，要求變頻器同時滿足防爆要求，而變頻器最主要的是要解決好散熱，所以礦用的變頻器需要有特殊的配置才能解決和滿足煤礦使用。 </p><p>　　4.4、多功能、網絡化的更新 </p><p>　　電子技術日新月異，煤礦改造和新建的過程中對變頻器的使用和控制也會呈現多功能化的趨勢，對變頻器的控制也會成為網絡化管理

17、中的一個重要環(huán)節(jié)。 </p><p><b>　　結束語 </b></p><p>　　隨著我國經濟科技的飛速發(fā)展，人們對物質生活水平以及生活環(huán)境的要求越來越高，所以國家必須加強對于城市以及鄉(xiāng)村的環(huán)境改善的力度。而改善環(huán)境的首要工作便是改善人們的住與行，而電力便是人們“住”的保障，人們在居住的過程中時時刻刻都需要用電，而這些電多數是來自煤礦機電設備的，在中國，特別是北

18、方的城市，因為城市本身的發(fā)展程度不夠，加之北方地勢比較平坦，沒有落差比較大的河流湖泊等，所以在北方水利發(fā)電是不現實的，人們的用電絕大多數是來自煤礦機電設備中的。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]王端煥.淺談煤礦機電設備中變頻技術的應用[J].中國高新技術企業(yè),2012,27:51-53. </p><p&