變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

王衛(wèi)東

【摘 ?要】在煤炭開(kāi)采期間，如果能有效控制電力使用，將極大降低煤炭開(kāi)采成本。變頻技術(shù)在煤礦企業(yè)機(jī)電上的應(yīng)用，有效降低了煤炭開(kāi)采期間的電力使用，提高開(kāi)采效率，降低成本的前提下，有效保障了煤礦企業(yè)的健康發(fā)展。基于此，以下對(duì)變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，以供參考。

【關(guān)鍵詞】變頻技術(shù);煤礦;機(jī)電工程;應(yīng)用

中國(guó)分類(lèi)號(hào)：TD67 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

變頻器主要是用于電源頻率的改變，由于科技的不斷發(fā)展，變頻器在生活和工業(yè)中均發(fā)揮出了重要作用。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)約型社會(huì)的構(gòu)建，促使經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展，人們對(duì)變頻節(jié)能技術(shù)的研究逐漸深入，實(shí)現(xiàn)了變頻技術(shù)在機(jī)電設(shè)備應(yīng)用中的不斷改進(jìn)，從而在煤礦生產(chǎn)方面取得了不錯(cuò)的效果。但在變頻技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，依然存在很多問(wèn)題，需要煤礦工作人員更加重視。

1變頻技術(shù)的主要作用

變頻技術(shù)在機(jī)電工程的主要作用體現(xiàn)在調(diào)速和節(jié)能兩個(gè)方面。調(diào)速是指可以有效調(diào)整設(shè)備電流頻率，提高設(shè)備使用率，降低電能損耗。比如在煤炭運(yùn)輸設(shè)備中，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速辦法，調(diào)速范圍和精度都較為低劣，不能滿足目前的使用要求。而變頻技術(shù)的應(yīng)用，可以增加電流的穩(wěn)定性和頻率的精度，達(dá)到提高設(shè)備性能、減少設(shè)備損耗、節(jié)約電能的目的。另一方面，變頻技術(shù)的應(yīng)用可以降低生產(chǎn)成本，節(jié)能減排。以空壓機(jī)為例，傳統(tǒng)方式多為控制氣門(mén)開(kāi)度達(dá)到控制輸出的目的，這種方式對(duì)能源的利用率，浪費(fèi)了較多資源。變頻技術(shù)的應(yīng)用，允許設(shè)備通過(guò)不同頻率電流而達(dá)到改變輸出的目的，大大降低了對(duì)能源的損耗。

2變頻技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的重要性

隨著各地區(qū)煤礦開(kāi)采的逐漸深入，我國(guó)可利用的煤炭資源也在逐漸減少，煤礦市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)壓力越來(lái)越大，作為用電大戶，煤礦企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中能否提升節(jié)能效果，對(duì)企業(yè)未來(lái)發(fā)展影響十分嚴(yán)重。變頻技術(shù)的出現(xiàn)，可以進(jìn)一步提升煤礦企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展提供基礎(chǔ)。在當(dāng)前煤礦企業(yè)發(fā)展過(guò)程中，機(jī)械設(shè)備的使用比例超過(guò)了70%，這也突出了變頻技術(shù)巨大的發(fā)展?jié)摿Γ瑢?duì)煤礦節(jié)能減排方面也提供了很大支持。除此之外，在變頻技術(shù)獲得人們的重視之后，可以憑借良好的可控性和節(jié)能性迅速融入到煤礦生產(chǎn)市場(chǎng)之中。但在變頻技術(shù)的應(yīng)用選擇上，需要從多角度進(jìn)行考慮，對(duì)技術(shù)的實(shí)用性、安全性等因素進(jìn)行全面考察，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻設(shè)備使用效率的全面發(fā)揮，為環(huán)保等方面的工作開(kāi)展提供基礎(chǔ)。

3變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

3.1在采掘機(jī)當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用

采掘機(jī)當(dāng)時(shí)煤礦開(kāi)發(fā)過(guò)程中最常用且能源消耗量也最大的機(jī)電設(shè)備。以此，采掘機(jī)本身的工作效率以及設(shè)備與實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的能源消耗將對(duì)煤礦開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)效益帶來(lái)直接性的影響。而鑒于煤礦開(kāi)采該工作的開(kāi)展過(guò)程，其所處工作環(huán)境通常較差，故使得采掘機(jī)于實(shí)際裕興過(guò)程中容易遭受諸多因素影響而發(fā)生各種各樣的故障。不僅如此，在面對(duì)不同軟硬如的巖層時(shí)，采掘機(jī)所使用的功率大小亦不盡相同，這便極易導(dǎo)致采掘機(jī)出現(xiàn)能源無(wú)效損耗的情況出現(xiàn)。對(duì)此，若能將變頻技術(shù)積極應(yīng)用至煤礦采掘機(jī)設(shè)備中，使其具備自動(dòng)切割功能，并可時(shí)刻根據(jù)周?chē)h(huán)境的變化來(lái)合理調(diào)整采掘功率，如此不僅能最大限度降低設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的能源序號(hào)，且采掘的實(shí)際效率也能以此而得以有效提升，繼而將對(duì)整個(gè)煤礦開(kāi)采實(shí)際效益的提升起到良好的促進(jìn)作用。

3.2在風(fēng)機(jī)和空壓機(jī)中的應(yīng)用

變頻技術(shù)在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用，可以應(yīng)對(duì)礦井不同開(kāi)發(fā)時(shí)期的通風(fēng)需求，通過(guò)改變電流頻率達(dá)到對(duì)風(fēng)機(jī)輸出的控制。操作方便，提高風(fēng)機(jī)使用性能，減少了風(fēng)機(jī)閑置概率。于空壓機(jī)方面，變頻技術(shù)的應(yīng)用使得空壓機(jī)電流頻率可調(diào)可控，避免了空壓機(jī)大電流啟動(dòng)造成的損害。變頻技術(shù)還允許相關(guān)操作人員通過(guò)對(duì)壓力閉環(huán)控制或者手動(dòng)調(diào)整達(dá)到對(duì)空壓機(jī)的輸出調(diào)整，避免了空壓機(jī)重啟改變功率造成的影響，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，提高了設(shè)備使用效率。

3.3在皮帶輸送機(jī)當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用

皮帶傳輸機(jī)作為煤礦開(kāi)采中負(fù)責(zé)煤礦運(yùn)輸?shù)闹匾~帶，自然也是煤礦眾多的電機(jī)設(shè)備中最不可或缺的設(shè)備之一。至于早期的皮帶傳輸設(shè)備，其主要是基于工頻拖動(dòng)與耦合器之間的相互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)煤礦輸送，而鑒于此輸送方式原本的輸送效率便十分低下，加之輸送方式對(duì)皮帶與耦合器的依賴性極強(qiáng)，故一旦輸送重量過(guò)重時(shí)便會(huì)加速皮帶與耦合器的磨損。不僅如此，就皮帶輸送機(jī)而言，其實(shí)際造價(jià)本身便十分高昂，若經(jīng)歷對(duì)此維修會(huì)更換，則將大幅提升煤礦采掘成本，既然導(dǎo)致企業(yè)的實(shí)際收益大幅降低。對(duì)此，若能加將變頻節(jié)能技術(shù)與皮帶輸送機(jī)相結(jié)合，不僅能有效解決皮帶輸送機(jī)于實(shí)際輸送過(guò)程中可能出現(xiàn)的時(shí)空問(wèn)題，且通過(guò)讓設(shè)備吸收電網(wǎng)浮力，還能減輕設(shè)備于具體的運(yùn)行過(guò)程應(yīng)過(guò)熱而導(dǎo)致的設(shè)備磨損，繼而在延長(zhǎng)皮帶輸送設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用壽命同時(shí)降低煤礦企業(yè)的煤礦采掘成本。

3.4變頻技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用

由于礦井提升機(jī)的工作環(huán)境十分特殊，很多時(shí)候均是在條件復(fù)雜的情況下來(lái)開(kāi)展工作，這就需要礦井提升機(jī)具備較高的應(yīng)用性能，從而為相關(guān)工作的有效開(kāi)展提供基礎(chǔ)條件。在實(shí)際工作過(guò)程中，提升機(jī)需要進(jìn)行重復(fù)性啟動(dòng)，如果調(diào)速任務(wù)較多，設(shè)備故障的發(fā)生率也會(huì)進(jìn)一步被提高，將設(shè)備的整體使用壽命縮短。變頻技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以促使提升機(jī)更好的滿足各項(xiàng)工作的開(kāi)展要求，還能對(duì)提升機(jī)本身提供更多的保護(hù)。在提升機(jī)中加入變頻技術(shù)之后，可以有效降低調(diào)速過(guò)程中電阻的破壞率，在下放減速器過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)也會(huì)根據(jù)需要暫停運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至還能將用電情況轉(zhuǎn)移給電網(wǎng)。在變頻技術(shù)應(yīng)用之后，提升機(jī)的性能將會(huì)得到進(jìn)一步提升，由于變頻器內(nèi)部軟件的作用，可更好地幫助提升機(jī)完成調(diào)速，降低了設(shè)備的故障發(fā)生率。除此之外，變頻技術(shù)的應(yīng)用還可以幫助提升機(jī)節(jié)約更多的電能，從而達(dá)到節(jié)能目的。

3.5在電控絞車(chē)的應(yīng)用

傳統(tǒng)的斜井絞車(chē)控制系統(tǒng)較多采取的是交流繞線式電機(jī)串電阻調(diào)速系統(tǒng)，電阻的投切一般而言都是使用接觸器來(lái)控制，這種控制系統(tǒng)一旦遇到高強(qiáng)度的工作環(huán)境，例如使用次數(shù)過(guò)于頻繁等就會(huì)發(fā)生交流接觸器主觸頭發(fā)生氧化的情況出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備的故障。同時(shí)，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)的控制層面還很低，控制也很不精準(zhǔn)，綜合性能非常差，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致各種問(wèn)題例如停車(chē)位置不準(zhǔn)確等。變頻技術(shù)正好可以解決上述問(wèn)題，同時(shí)還具備其他優(yōu)點(diǎn)，例如電壓波動(dòng)的范圍能夠控制在很小的范圍之內(nèi)，頻率波動(dòng)的范圍控制也很精準(zhǔn)，輸出功率和頻率具備高度可調(diào)性。因此根據(jù)這些結(jié)果不難看出，變頻技術(shù)在電控絞車(chē)系統(tǒng)上的應(yīng)用提升了電控絞車(chē)系統(tǒng)的過(guò)載能力，能夠充分滿足使用和運(yùn)行的需求。同時(shí)也提升了自動(dòng)轉(zhuǎn)矩的低頻運(yùn)轉(zhuǎn)額能力以提供必要的保護(hù)作用。故此，電控絞車(chē)運(yùn)用變頻技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更高的可控性，同時(shí)控制精度也有所上升。

結(jié)束語(yǔ)

在煤礦機(jī)電設(shè)備中使用變頻技術(shù)很好的保證了整個(gè)機(jī)器系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，對(duì)系統(tǒng)電網(wǎng)電力也大大減少了損害與消耗，增強(qiáng)其壽命，為整個(gè)煤礦機(jī)電系統(tǒng)做出保障，同時(shí)更大大的增強(qiáng)了在煤礦開(kāi)采中的安全性，減少由于機(jī)器事故發(fā)生的可能性。科技讓生活發(fā)展，也更加有利于企業(yè)的進(jìn)步和效率。

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（作者單位：棗莊礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司田陳煤礦）