變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用研究

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

2、機(jī)電設(shè)備；應(yīng)用 </p><p>　　中圖分類號：X752 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　隨著信息技術(shù)、自動化控制、計算機(jī)技術(shù)以及電子技術(shù)近年來的飛速發(fā)展， </p><p>　　對于煤礦機(jī)電設(shè)備的技術(shù)化水平也在日益的增高。當(dāng)前，煤礦企業(yè)主要依靠機(jī)械化生產(chǎn)作業(yè)，所以煤

3、礦企業(yè)生產(chǎn)的主要成本已經(jīng)成為了能耗成本，而大部分能耗是由提升運(yùn)輸、控制通風(fēng)以及排水等機(jī)電設(shè)備消耗。因此，就得借助變頻技術(shù)來充分的實現(xiàn)降低煤礦生產(chǎn)過程中機(jī)電設(shè)備的能耗，儼然已經(jīng)成為了提高經(jīng)濟(jì)效益，減少生產(chǎn)成本的主要手段。 </p><p>　　1、變頻技術(shù)的原理 </p><p>　　交流變頻條數(shù)技術(shù)是在電力電子技術(shù)、電機(jī)傳統(tǒng)技術(shù)和微機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，這項綜合技術(shù)將強(qiáng)弱電混合、機(jī)電一體綜

4、合在一起。它的主要本領(lǐng)是通過具有通斷能力的半導(dǎo)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(shù)的工作原理是通過整流橋把工頻交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，再通過逆變器將其轉(zhuǎn)變成頻率、電壓能夠調(diào)節(jié)的交流電壓，讓其以驅(qū)動電壓的形式驅(qū)動交流電機(jī)，這樣便可以使電壓和電流適應(yīng)無極調(diào)速，通過這種方式進(jìn)行調(diào)速不會產(chǎn)生轉(zhuǎn)差損耗。在當(dāng)代這樣一個能源危機(jī)的時代，出現(xiàn)變頻技術(shù)是必然的，因為變頻技術(shù)可以按照電機(jī)負(fù)載將自動的減速、加速、平滑功能實現(xiàn)，大幅提

5、高電機(jī)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(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國家加強(qiáng)了對于城市環(huán)境的建設(shè)，而一切的建設(shè)工程都離不開電力的支持，上文已經(jīng)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(xiàn)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(xiàn)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(jié)底還是煤礦的取用技術(shù)存在嚴(yán)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(chǎn)而不去引進(jìn)新的技術(shù)，這樣不僅加大了生產(chǎn)的成本而且也會造成安全的隱患。 </p><p>　　3、變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用 </p><p>　　3.1、礦井提升機(jī) </p><p>　　目前，礦井提升機(jī)變頻技術(shù)的應(yīng)用，主要以高壓變頻調(diào)速控制系

7、統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)為主。在礦井提升機(jī)高壓變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計中，一般采用單元串聯(lián)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(qiáng)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(hù)功能等功能更加完善可靠，從而改善了提升機(jī)啟動、加速、運(yùn)行、減速等運(yùn)行階段的性能，減少對設(shè)備、鋼絲繩的機(jī)械沖擊，增強(qiáng)提升系統(tǒng)的安全水平。 </p><p>　　3.2

8、、在皮帶輸送機(jī)上的應(yīng)用 </p><p>　　煤礦使用最多的運(yùn)輸設(shè)備就是皮帶輸送機(jī)。一般它使用的方式是交流電動機(jī)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(chǎn)生很嚴(yán)重的磨損，所以會有很高的維修和維護(hù)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(jī)完成系統(tǒng)的軟啟動，使皮帶在啟動時產(chǎn)生的張力減少，同時使皮帶的傷害減少。同時還可以將運(yùn)輸速度按照輸送量的大小

9、進(jìn)行實時的調(diào)整，以實現(xiàn)節(jié)約能源的目標(biāo)。變頻器完善具有以下保護(hù)功能：過流保護(hù)、過壓保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)、欠壓保護(hù)等，同時可對接皮帶輸送機(jī)的綜合保護(hù)裝置，如瓦斯保護(hù)、煤位保護(hù)、跑偏保護(hù)、打滑保護(hù)、煙霧保護(hù)、急停保護(hù)、縱向撕裂保護(hù)等，以使各項安全保護(hù)性能得以完成。特別是在使用下運(yùn)式皮帶輸送時，發(fā)電制動可以使電網(wǎng)得到回饋，更好的實現(xiàn)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(wù)，它對整個礦井安全生產(chǎn)有著極其重要的意義。在雨季、冬季或者礦井建設(shè)、生產(chǎn)的不同時期中，礦井中的涌水量也是不一樣的。排水量的調(diào)節(jié)要按照實際的涌水量進(jìn)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(chǎn)中往往存在功率不足的現(xiàn)象，使得排水效果無法達(dá)到規(guī)定的要求，同時還浪費(fèi)電能。變頻技術(shù)應(yīng)用到排水泵中，改善了運(yùn)行頻率的對點(diǎn)擁擠，同時

11、依照礦井的實際涌水量改變了電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，使排水需求得到了滿足，防止了因電動機(jī)功率不同造成的問題。按照有關(guān)的統(tǒng)計可以發(fā)現(xiàn)，在變頻技術(shù)運(yùn)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(fēng)機(jī) </b></p><p>　　通風(fēng)機(jī)的主要任務(wù)就是完成全礦井的通風(fēng)，所以，通風(fēng)機(jī)是礦井生產(chǎn)中的一個主要設(shè)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(fēng)的需求同時也在改變，對礦井通風(fēng)量的需要主要是通過實際的用風(fēng)量來進(jìn)行調(diào)節(jié)的。礦井主要通風(fēng)機(jī)性能的選擇主要是依照礦井最大的用風(fēng)量來進(jìn)行，傳統(tǒng)的通風(fēng)機(jī)往往存在功率不足的問題。通過使用變頻技術(shù)，將主要的通風(fēng)機(jī)進(jìn)行一定的技術(shù)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(fēng)量設(shè)定電動機(jī)的運(yùn)行頻率，不僅滿則了實際通風(fēng)的需求，同時還使通風(fēng)機(jī)的功率需求得到了滿足。 </p><p&

13、gt;　　3.5、空氣壓縮機(jī) </p><p>　　煤礦風(fēng)動工具所需要的動力源是空氣壓縮機(jī)提供的，一般它由交流電機(jī)拖動，在較長時間內(nèi)電動機(jī)都處在全速工作的工頻之下?？諝鈮嚎s機(jī)一般使用上、下兩點(diǎn)的控制方式進(jìn)行壓力控制，也就是交流電動機(jī)總是處在工頻運(yùn)行的狀態(tài)下，然后當(dāng)在空壓機(jī)氣缸中的壓力與設(shè)定的壓力值相等時，空壓機(jī)的進(jìn)氣閥就會關(guān)閉，壓縮氣體就不會再產(chǎn)生，電動機(jī)便處在空載的狀態(tài)下；當(dāng)壓力下降，直到與設(shè)定的壓力值相等時，

14、空壓機(jī)的氣閥就會打開，壓縮空氣產(chǎn)生，電動機(jī)就處在重載的狀態(tài)下。 </p><p>　　4、變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用展望 </p><p>　　隨著節(jié)能減排政策的推進(jìn)，煤礦作為用電大戶更需要節(jié)能設(shè)備取代原來的陳舊設(shè)備，所以，變頻技術(shù)在礦山會越來越廣泛的應(yīng)用，變頻技術(shù)的發(fā)展在我國煤礦領(lǐng)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(jī)電設(shè)備多，如果變頻器能解決好設(shè)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(shù)量多，需要改造和新建設(shè)的礦井都需要上馬節(jié)能的設(shè)備，這樣就必然會推動變頻技術(shù)在煤礦的發(fā)展。 </p><p>　　4

16、.3、專業(yè)化更強(qiáng) </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(wǎng)絡(luò)化的更新 </p><p>　　電子技術(shù)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(xiàn)多功能化的趨勢，對變頻器的控制也會成為網(wǎng)絡(luò)化管理

17、中的一個重要環(huán)節(jié)。 </p><p><b>　　結(jié)束語 </b></p><p>　　隨著我國經(jīng)濟(jì)科技的飛速發(fā)展，人們對物質(zhì)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(qiáng)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(shù)是來自煤礦機(jī)電設(shè)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(xiàn)實的，人們的用電絕大多數(shù)是來自煤礦機(jī)電設(shè)備中的。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]王端煥.淺談煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻技術(shù)的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2012,27:51-53. </p><p&