冶金企業機電設備變頻節能技術分析

李 明

（神華準格爾能源有限責任公司，內蒙古 鄂爾多斯 010300）

礦產資源作為中國國民經濟迅猛發展的關鍵性動力，為推動國內社會經濟的發展發揮了極其重要的作用，然而現階段國內礦產企業在開采過程中依然存在著一系列較為嚴重的問題急需我們解決，特別是對于中小型礦產企業來說，他們擁有的開采技術與冶金設備十分落后，存在著一系列的安全隱患[1]。另外一方面，因為冶金設備的落后造成礦產企業在實際生產過程中會產生比較大的損耗，這嚴重限制了國內礦產行業的進一步發展。為了可以有效解決高損耗等諸多問題，有必要采取變頻節能技術，提高其產出效率與冶金產品質量。

伴隨信息技術與科技手段的迅猛發展，變頻技術不管是在理論概念上還是在實際應用上均獲得了較快的發展。從功率器上面來講，通過GTR、IGBT 的更新換代慢慢就發展成愈加智能化的IPM。從控制概念與理論上來講，壓頻比控制手段獲得了空前發展，矢量控制與轉矩控制方式也獲得了較為廣泛的推廣，慢慢朝著自動化與人智能化網絡等控制方向而發展。調速系統的集成度也越加高級，并且從單片機開始，先后創新性的出現了一系列新型冶金設備，比方說數字化信號處理器、高級集成電路等[2]。變頻器的功能屬性也更加繁多和齊全，不單單具備基本的調速功能，還具備了編程軟件、參數辨別以及通迅等方面的功能。

1 冶金企業機電設備變頻節能技術

1.1 根據負載合理選擇變頻器與電機負載

在選擇變頻器和電機的時候有必要充分全面的考慮到具體的影響因素，具體要求是：首先，普通的恒轉矩負載設備對變頻器的要求是必須具有以下幾點要求：過載能力比較大；過載時間充分；具有比較大的啟動力與轉動轉矩力；具有恒定轉矩的特征。其次，對于風機、泵類的負載來說，選擇變頻調速的時候必須符合下面兩大條件：設備實用性、經濟性比較高，可以為設備提供較為穩定、安全的轉速；能夠針對冶金機電設備的實際狀況與運行情況選擇變頻控制模式[3]。最后，對于恒功率負載來說，選擇變頻器的時候必須符合下面兩大條件：輸出值必須設置為定值控制；選擇的變頻器可以充分滿足對其進行指向性設計的現實需要。所以，為了保障電機始終處在經濟、安全的運行狀態，就有必要按照負載的物理機械性，選擇出適宜的變頻調速電機。而使用過程中的變頻調速電機，必須盡可能地避免出現長時間空載、輕載狀況，同時也需要進一步加強冶金機電設備的維修力度，使其盡量始終處于最佳工作狀態，具體情況見下表所示。

表1 變頻調速電機負載率、功率因數和效率的關系

1.2 利用皮帶傳送機進行自我調節

皮帶傳送機在冶金機電運行過程中一直發揮著極為重要的作用，使用電壓低、功率小，就必須確保皮帶輸送機的產品質量與功能發揮，才可以確保冶金設備的正常運營。在冶金機電生產系統之中，空載、輕載的狀況之下，皮帶輸送機是一直處于正常運行狀態的，這就在一定程度上浪費了能源以及不必要的電能損耗。還有一部分的皮帶傳送機，利用液力耦合器當做軟啟動設置，較為容易出現電機失控的安全問題，破壞設備的使用壽命[4]。在皮帶傳送機中利用變頻節能技術，就可以有效解決這些問題，避免電機發生失控的狀況，確保輸送機不會發生損壞，這不單單能夠有效提高設備的工作效率，還可以有效地節約能源。比方說爬坡帶輸送機，借助于GI8928 變頻器執行控制指令，通過交流異步電機當做驅動器。皮帶電子稱實時評測信號與外方的電位器設置值之和，作為初始既定信號，通過一系列的處理操作，對輸送機皮帶的速度進行有效控制，完成自動調節，按照實際料量，就會產生相應走速，減少浪費和耗能情況的發生。

1.3 借助流體負荷設備調節設備轉速

流體負荷設備對變頻節能技術的執行與完成，主要是體現在變頻調速技術對風機運轉速度以及水泵運轉速度的有機調節。變頻調速技術對于風機運轉速度的調整力度是比較大的。這是因為冶金機電的工作環境比較特殊，因而在變頻調速裝置的設計上也會著重考慮到冶金環境的特別需要而進行技術優化，進而降低風機運轉速度。另一方面，電機輸出功率也會達到前導器閉合的時候風量及其風壓回答道原本的三分之一。

這種設計其實更加符合冶金機電的生產環境，平均每一年能夠有效節約國家能源資源，電費也會大大降低。在冶金要求下的液用泵上設置變頻調速裝置，能夠在一定程度上提升液用泵的機動性與靈活性，可以對工藝系統提高管理力度，確保產品的最終質量。應用變頻調速裝置還能夠對液用泵的運行速度進行有機調整，能夠讓液用泵的空轉時間大大縮短，不會頻繁開啟、停止，能夠有效節省冶金機電的工作能源，降低了設備的運行成本，保證安全生產。

1.4 壓頻比控制

變頻器的基本原理便是利用半導體元件把工頻電流信號轉換為其他頻率的工作電流信號，從而讓交流電轉變為直流電，然后借助于逆變器完成對電流和電壓的調整和控制，讓冶金機電設備完成調速運轉，換句話說，也就是“交—直—交”的轉變過程。在這個工作過程中，頻比控制模式起到了非常關鍵的作用并發揮了重要影響。水泵和風機作為冶金機電設備的輔助工具，其主要耗電儀器在長時間高負載工作狀況下不單單會容易造成工作故障，同時還時常導致設備處在滿負載狀態。對于工作蓄水量以及風量調節絕大多數情況下均是采取風門、風葉、閘門閉合的調節方式。這種調節方式不足以完全滿足冶金機電設備工作中對冶金輔助生產的多種要求。所以，借助于變頻技術對風泵類機電輔助生產系統進行節能改造時必須的。

2 結束語

本文對冶金企業機電設備變頻節能技術進行分析，依托變頻節能機制，根據冶金企業機電設備的實際需求與現實狀況分析，實現本文研究。希望本文的研究能夠為冶金企業機電設備變頻節能的方法提供理論依據。