變頻控制技術在礦山機電設備中的運用探討

韓 偉

（陜煤集團神木張家峁礦業有限公司，陜西 榆林 719300）

目前，變頻控制系統在礦山機電電氣設備中的使用已取得顯著成績，變頻技術的使用在一定程度上提高了礦企的開采效率及加工效率，而且由于減少了企業生產成本，為礦企帶來了巨大經濟效益。同時，其節能低碳的性質既受到企業的認可還引起政府的關注，針對整個市場來說均是良性的變化。為此怎樣合理使用變頻控制系統，就顯得尤為關鍵。

1 變頻控制系統在礦山開采中的作用

作為關鍵的基礎性能源，礦產資源在社會群眾的日常工作及生活之中起到了關鍵作用，占據核心地位。但國內礦產資源已出現過度開采現象，其存儲量日益減少。在社會所需的能源之中，各企業對礦產資源的競爭十分激烈。根據這個現狀來說，需要提高礦企采礦效率，以改善礦產資源的短缺問題。想促使礦企在開采過程提高效率，就必須提升采礦機械的效率。

在提高效率的基礎上，降低排放物污染與環保節約是十分重要的。為此礦企應當在采礦階段科學使用最新的、最先進、高效的技術手段，以達到節能降耗、高效開采的目的，變頻控制系統就顯現出了顯著優勢。

2 變頻控制系統在礦山機電設備中的具體使用

2.1 在礦井提升機中的使用

礦井提升機的根本作用是在井上與井下之間安全運送人員與物料，在井下開采過程中起到了顯著作用。在以往的技術之中，礦井提升機的運轉是憑借電阻推動電動機運行，與鼓型控制器相融合，便于調節速度。但它存在一個缺點，即電阻消耗很多，極易引發諸多危險情況，比如：散熱不好等。傳統控制平臺僅能處理一些有機變速之類的任務，通過把電阻加進電動機轉子的途徑來完成的。這種模式存在電阻消耗很大、散熱不順等問題。因電阻的調速范疇很小，操作的精準度無法得到保障。將變頻控制系統用于礦井提升機內大幅度轉變了不利情況，問題獲得有效處理。變頻控制系統的使用，促使機械的保護性與系統性得以提升，還可以促使機械更順利的完成平滑、無極增速與降速。變頻控制系統在礦井提升機之中的具體運用，具體包含如下幾點。

（1）操控繼電器，一些外部線路就能實現，繼電器的數量不斷削減，在較大限度上削減了故障問題和空間不夠問題的反復產生。

（2）在處理系統故障時，經過編程器與觸摸式顯示器相融合來排查故障，促使處理流程更為便捷，能夠更好把握電機和機器故障。

（3）與編程器共同工作，把指令轉變成工作模式，實現對電控器內的繼電器的邏輯系統實現良好管控，使電路圖和梯形圖可以自由的實現轉變。

2.2 在通風機內的使用

通風機的重要功能室用作礦井的“呼吸”結構，在礦井操作所要的設備之中起到了關鍵作用，而且占據著關鍵地位。主通風機在全時段內均會運行，針對礦山日常開采起到了重要作用。當前，礦山巷道在持續延伸，掘進采礦也在持續延展，盡管在操作環節通風機所產生的風量并非很大，可是井下風施壓的連續性是不可或缺的。將變頻控制系統用于通風機之中開展工作，能夠按照巷道風向的各種要求展開調整，浪費情況得到改善。此外，把變頻控制系統用于通風機之中，通風機出現了變化，相較于之前一直處在滿負荷狀態，設備的狀態有了顯著好轉。這樣能夠使通風機在運行時維持一種很低的運速，設備運行中遭到的電氣沖擊與機械強度均有明顯的下降，確保通風機的使用壽命，并不斷降低維修幾率。需要注意的是，通風機通過變頻控制系統改造以后，需要令2臺設備維持相同的運轉頻率，便于促使2臺設備維持相同的運速，進而防止因運速不同而引起風阻情況。

2.3 在主排水泵房離心泵中的應用

將變頻控制技術用于礦山的給水、給液用泵內，系統變頻設備就能夠靈活的管控抽水泵的正常啟停、適當增減速，提高系統操控靈活度。另外能夠明顯減小產品的機械沖擊，延長產品應用年限。變頻科技的使用，可以減少機電裝備部件的磨損程度，降低了泵的空運時間和反復啟停時能源消耗、穩定、保障井底液位的不變，具有明顯優勢。

其中，主排水泵操控系統分成就地操控與遠程操控。多功能驅動設備處在“就地”狀態，能夠基于井下泵室內的觸摸屏和多功能驅動設備直接對泵機的電動球開關、電動閘開關、水泵電機等實現本地操控。多功能驅動設備處在“遠程”狀態，能基于井上上位機監測系統對泵機的電動球開關、電動閘開關、水泵電機等實現遠程單體操控與遠程連鎖智能操控。

多功能驅動設備處在“就地”狀態，泵機的電動球開關、電動閘開關、水泵電機等開啟，通過多功能驅動設備面板的操控按鈕開出，在工業操控計算機面板能夠觀察當下設備的運轉狀況，達到裝備檢測的目的。

2.4 在皮帶機中的使用

皮帶機是井下作業的關鍵工具之一，地位能夠和提升機一樣，相較于后者，皮帶機在井下運行時由于結構簡單與噪聲低，對環境要求很低，能夠實現水平運送也能夠傾斜運送。

皮帶機的原理是經過液力藕合器來完成皮帶機的轉變，基于摩擦力來令皮帶運動，摩擦力與張力變化推動皮帶機上物品的運轉。皮帶機的開啟方式更適合采用軟啟動形式。通過大量的分析信息獲得結論，軟啟動的普遍使用依舊會造成在電機開啟時出現很大噪聲，出現較大電流，引起電力系統的電壓變化，造成皮帶機運轉故障。

變頻技術在皮帶機上的使用可正面處理軟啟動問題，采用變頻技術，機器的啟停過程均能夠平穩的根據原本計劃好的皮帶運轉曲線運轉，在運轉環節能夠采用轉差調節與功率平衡模式實現調節，促使皮帶機更為穩定的運轉，得到更為可靠的性能。采用變頻系統的皮帶機所可以實現的輸出力矩，若不低于額定力矩還能夠令電機超額傳送轉矩，得到更好的再啟動性能，在受到較大負載改變時會發揮出顯著作用。

3 結語

在技術的帶動下變頻控制系統實現了大面積運用和推廣，變頻科技的使用能夠改變原來滯后的控制平臺，有效避免因人為處理而產生的失誤，同時減少了開采成本，精簡了工作流程，顛覆了原來的機械操作模式。變頻控制系統在礦山機電設備方面的使用如今已變成衡量礦企現代化水平的關鍵參考因素。