變頻技術(shù)的應(yīng)用

李旺

摘 要：隨著煤礦開采不斷進行，其設(shè)備和技術(shù)的更新為煤礦開采提供了新的動力支持，推動了我國煤礦開采業(yè)的專業(yè)化發(fā)展，大大提高了其開采生產(chǎn)效率，為我國經(jīng)濟發(fā)展提供了能源動力支持。目前我國現(xiàn)代煤礦機電工程中應(yīng)用了變頻技術(shù)，實現(xiàn)了我國煤礦機電施工中的節(jié)能降耗提高了煤礦機電工程的工作效率，并在具體實踐中取得了很好的效果。本文進一步分析了煤礦中變頻技術(shù)的應(yīng)用，以供同仁參考借鑒。

關(guān)鍵詞：煤礦；變頻技術(shù)；應(yīng)用

1 變頻技術(shù)概述

變頻技術(shù)就是利用開關(guān)器件，如IGBT、晶閘管及Mosfet等，將電網(wǎng)電壓的頻率變換成其他頻率，一般采用交-直-交的變換策略，采用變頻器等可以很好的控制設(shè)備的電壓和電流，而且在調(diào)節(jié)過程是個平滑的過程，可以無極變換機電設(shè)備的工作效率。在煤礦生產(chǎn)過程中，變頻技術(shù)逐步擴大應(yīng)用范圍，也在應(yīng)用過程中穩(wěn)定以及有效的發(fā)揮著作用。首先是調(diào)速，通過在提升集中采用轉(zhuǎn)子串電阻的方法進行調(diào)速，利用這種方式在調(diào)度范圍上比較小，同時準確率也不高，這就降低設(shè)備安全性，使得在設(shè)備使用過程中形成設(shè)備損壞，進一步降低設(shè)備使用壽命，維修費用也得以提升。而利用變頻技術(shù)實現(xiàn)調(diào)速，在操作上相對簡單，設(shè)備運行更加安全，設(shè)備損壞也會進一步降低，設(shè)備性能得以提升。第二點就是節(jié)能，在風機以及壓縮機等等機電的設(shè)備中，實現(xiàn)調(diào)節(jié)流量的方式一般都是通過調(diào)節(jié)氣門開度方式，但這會造成電能的浪費。而通過變頻技術(shù)進行流量的調(diào)節(jié)，就會很大程度上避免浪費現(xiàn)象的發(fā)生，節(jié)能效果良好。此外，變頻技術(shù)的優(yōu)勢還有很多，例如針對產(chǎn)品標準化的提升、進一步促進設(shè)備體積的減小等等，但是最主要的方面還是調(diào)速以及節(jié)能。

2 變頻技術(shù)的應(yīng)用

變頻器作為一種高效節(jié)能設(shè)備在通用設(shè)備范疇中廣泛應(yīng)用在含有電機的設(shè)備諸如水泵、風機等設(shè)備上，為節(jié)能降耗發(fā)揮了重要作用。在我國礦山企業(yè)，變頻器除在以上通用設(shè)備廣泛應(yīng)用外，還在礦業(yè)專用設(shè)備諸如提升設(shè)備、輸送設(shè)備發(fā)揮著節(jié)能作用。在我國礦山企業(yè)（露天礦除外），礦井開拓方式多采用斜井形式。在雙提升井筒開拓方式中，主井（輸送機）擔負輸煤，副井（提升機）擔負設(shè)備、材料、矸石等輔助提升，副井提升機是溝通井上下的紐帶，其用電量占礦山耗電量10～15%，以5m直徑滾筒單繩纏繞式提升機為例，其最大靜拉力260kN最大靜拉力差180kN，最大提升速度14m/s。由于提升負載多變且提升機驅(qū)動力范圍大，出于對提升安全的考慮針對不同性質(zhì)、重量、輸送要求的設(shè)備材料有相應(yīng)提升速度，這就對提升機電機的調(diào)速和功率輸出提出比較高的要求。而帶式輸送機廣泛用于煤礦地面、井下和選煤廠，帶式輸送機常以多臺銜接，構(gòu)成完整連續(xù)運輸系統(tǒng)。帶式輸送機工作原理是以輸送帶按預(yù)定方式纏繞在若干個滾筒件，并使之張緊，再由其中的傳動滾筒摩擦驅(qū)動，拖動輸送帶沿著由托輥組成的滾道作連續(xù)循環(huán)運行。物料在收料點送入輸送帶，隨帶位移，至卸料點卸下，實現(xiàn)物料的定距輸送。因帶式輸送機啟動、制動及輸送不規(guī)律重量料時需電機根據(jù)情況進行調(diào)速和功率輸出。以上煤礦專用設(shè)備關(guān)鍵問題都集中在調(diào)速和功率輸出。

煤礦用提升機、輸送機其構(gòu)成電機按性能不同可分為直流電機、同步電機、異步電機。采用直流電機的提升機、輸送機具有較大的啟動轉(zhuǎn)矩和良好的啟、制動性能并且在較寬范圍內(nèi)實現(xiàn)平滑調(diào)速，但缺點也十分明顯其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格貴、維護成本高。采用同步電機的提升機、輸送機具有轉(zhuǎn)速恒定及功率因數(shù)可調(diào)的優(yōu)點但其缺點也較多首先結(jié)構(gòu)復(fù)雜其次價格昂貴再次啟動麻煩最后是維護成本高。采用異步電機的提升機、輸送機在各行業(yè)使用廣泛，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、運行可靠、維護方便。但相比直流電動機其啟動性能和調(diào)速性能差，而與同步電機相比其功率因數(shù)不高。傳統(tǒng)礦井使用異步電機的提升機通常采用電阻調(diào)速，而這種調(diào)速方式有兩點明顯缺點一是在調(diào)速過程中電阻熱功率大電能損耗多，二是調(diào)速功能差有明顯的的遲滯感和階梯性。為了到達節(jié)電降耗傳與后期維護運行兩者的最優(yōu)經(jīng)濟效果，采用異步電機提升機配用相適變頻器成為首選。

3 在煤礦機電設(shè)備改造中運用變頻技術(shù)的重點

3.1 變頻技術(shù)的運用過程

首先需要嚴格嚴格的遵循設(shè)備的運行條件以及設(shè)備的實際狀況其實在煤礦機電設(shè)備有非常多不同種類、不同功率、不同功能的機電設(shè)備，它們之間會有非常大的差異性，針對不同的機電設(shè)備來進行改造以及使用變頻技術(shù)需要更多的遵循設(shè)備的運行規(guī)律以及條件。變頻器在進行使用的過程中雖然說是具備調(diào)節(jié)以及節(jié)能的優(yōu)點同時對于設(shè)備的維護等都具有非常好的促進作用，但是變頻器價格非常的昂貴、會產(chǎn)生一定的噪音、并且振動幅度非常大等缺點，并且非常難以進行改正。其中一個進口的變頻器價格普遍在十萬以上，甚至有一些會超過百萬。因此在根據(jù)設(shè)備的運行、使用條件、工作條件等都進行綜合性的考慮之后再對于是否需要使用變頻器以及該如何使用變頻器考慮。還有就是在進行改造的過程中還需要對電壓、容量、加速以及減速時間等都進行一定的設(shè)計以及考慮。

3.2 對于負載匹配方式的選擇一定要保證正確性

其實在進行設(shè)備改造的過程中最基礎(chǔ)的就是在保證負載能力的同時進行電動機還有變頻器的選擇。比如說是恒轉(zhuǎn)矩負載要選擇轉(zhuǎn)矩恒定、過載能力比較強的同時時間相對的比較大的變頻器。

3.3 在進行變頻器的使用以及安裝一定要規(guī)范

在進行變頻器的安裝過程中，其實操作者需要對于安裝的環(huán)境多加的注意，對于一些環(huán)境比較惡劣的、空氣濕度比較大、空氣中腐蝕性氣體含量比較高的環(huán)境不適合安裝變頻器會影響變頻器的使用壽命，還有就是一些環(huán)境振動頻率比較高、震動幅度比較大的環(huán)境之內(nèi)不能夠安裝變頻器。在溫度以及高度上需要保證安裝地點高度要在海拔一千米以下還需要保證溫度控制在零下十度到五十度之間才能夠進行使用，同時在安裝使用之后要保持良好的通風條件還有在控制柜中要有足夠的冷卻風等。其實變頻器安裝條件要求是比較高的，只有在以上條件都達成之后進行使用才能夠更好的保證變頻器發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

4 在煤礦機電設(shè)備改造中運用變頻技術(shù)的重點

變頻技術(shù)不僅理論上會產(chǎn)生了一定的變化，而且也在實際的運用當中也獲得了更為長遠的發(fā)展，并且在發(fā)展的過程當中取得了很大的成績。在變頻設(shè)備當中則融合了智能化的一些控制模塊，并對這些模塊進行創(chuàng)新和控制，進而有效拓展并且提升其所表現(xiàn)出來的綜合化水平，也更深一步使變頻技術(shù)能夠通過各不相同的區(qū)域進行迅猛的發(fā)展。但是，伴隨著變頻技術(shù)當中有關(guān)節(jié)能所能夠獲取的一些成果方面有所不同，許多不同的煤礦企業(yè)也都開始逐漸將變頻技術(shù)這一特殊的生產(chǎn)技術(shù)運用自己后期的生產(chǎn)過程當中，進而使得這一種特殊的技術(shù)在煤礦企業(yè)當中得到快速的普及和運用。并且能夠有效結(jié)合自身當中的一種自動化的有效控制以及運用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)化，進而使之有效運用，變頻技術(shù)在其當中的集成化程度也隨之不斷增高，不僅僅能夠在整個機電設(shè)備上進一步實現(xiàn)對速度功能的調(diào)整，而且還能夠進一步通過計算機設(shè)備的運用有效實現(xiàn)識別功能、通信功能以及編輯功能等。

5 結(jié)束語

和其它行業(yè)相比，煤礦機電工程長期處于惡劣環(huán)境中，煤礦井下運行的機電設(shè)備會產(chǎn)生較大的能耗，在這樣的情況下需要相關(guān)人員思考減少煤礦機電工程消耗的策略。變頻技術(shù)在現(xiàn)代煤礦機電工程中的應(yīng)用不僅能夠打造節(jié)能環(huán)保的發(fā)展目的，而且還能夠為煤礦機電工程可持續(xù)發(fā)展提供重要支持，提升機電設(shè)備的利用率。

參考文獻：

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