礦山機電設備變頻控制技術原理及應用研究

戚新軍

（上海振華重工（集團）股份有限公司，上海 200125）

1 研究礦山機電設備變頻控制技術的必要性

變頻控制指的是通過對變頻控制的工頻信號進行轉化，對交流電進行有效控制。礦山機電設備變頻控制技術的提出主要是針對實現機電設備自動化，通過設置變頻控制操作模式，為礦山機電設備的開發提供依據。實現礦山機電設備變頻控制技術的前提條件，是建立礦山機電設備控制目標，一般情況下，在逆變器中引進礦山機電設備變頻控制技術，利用該技術可直接增強礦山機電設備控制性能，進而提高礦山開采效率。目前，我國已針對礦山機電設備變頻控制技術的應用進行研究，證明礦山機電設備變頻控制技術對提高機電設備性能方面的有效性。為了提高礦山機電設備的安全系數，本文提出了礦山機電設備變頻控制技術原理及應用研究。

2 礦山機電設備變頻控制技術原理

礦山機電設備變頻控制技術的具體原理，如圖1所示。

圖1 變頻控制技術原理示意圖

根據圖1所示，通過圖1過程就可以利用變頻控制技術對機電設備進行無級調速，變頻控制機電設備，減少不必要的能耗。因此，在進行礦山機電設備變頻控制工作過程中，通過逆變器將變頻控制技術引進礦山機電設備的操作流程中，為實現變頻控制提供技術支持。從而就能夠發現礦山機電設備變頻控制技術在操作中存在的問題，通過礦山機電設備變頻控制技術，有針對性地解決以上問題。

3 礦山機電設備變頻控制技術應用

礦山機電設備變頻控制技術的具體應用，如表1所示。

結合表1所示，下文將對以上礦山機電設備變頻控制技術的應用進行闡述，具體內容如下。

表1 變頻控制技術應用信息表

3.1 皮帶設備中變頻控制技術的應用

由于皮帶設備在啟動時會產生巨大的電流，導致經常出現斷裂現象。將變頻控制技術應用在皮帶設備，能夠通過布拉格波長，直接反映采集與處理皮帶設備故障信息，通過調節布拉格波長變化，對皮帶設備進行變頻控制，從而保證皮帶設備的穩定性能。變頻控制技術在皮帶設備中的應用目的，是將皮帶設備出現故障的概率降至最低，尤其是在礦山開采時，可通過變頻控制技術，實時控制皮帶設備運行中的工作狀態，確保皮帶設備的正常運行。

皮帶設備中變頻控制技術的應用主要包括3部分，數據采集部分、數據傳輸部分以及技術化處理部分。數據采集部分主要是通過變頻控制技術采集皮帶設備運轉時的正常信息數據以及異常信息數據；數據傳輸部分主要是通過變頻控制技術的數據通訊功能，對采集的數據進行傳輸通訊；技術化處理部分是變頻控制技術的核心功能，通過對數據進行智能化分析，提前預測皮帶設備可能會出現故障的時間及精確位置。通過變頻控制技術得出的變頻控制結果，確保皮帶設備的正常運行，避免過載生產可能造成的危險，大大提高礦山機電設備使用的安全性。

3.2 提升設備中變頻控制技術的應用

提升設備中變頻控制技術的應用主要體現在控制決定提升設備電源頻率的相關參數。由于變負載狀態下，提升設備超聲驅動工作中的頻率主要由電源電阻與電容容量決定，因此，可根據提升設備元件的實際電阻值，調整電源固定頻率，輸出占空的脈沖信號。將緩沖區域的電源值作為超聲驅動裝置的輸入電壓，控制在變負載狀態下的角度參數，改變與電阻串聯的等效電流，建立頻率校正模型。采用相對簡單的雙線性結構，將電阻頻率與電源頻率重合的問題列入模型的構建中，探索電源頻率轉換的發生點。設計每組超聲裝置中至少3個跟蹤點，輸入/出端各一個，同時在電流流經區域，采用調整電容的方式，設定中間跟蹤點，檢索電流頻率值，證明此時狀態下為提升設備超聲驅動的最佳工作狀態。

根據上述提出電源頻率跟蹤點，以提升設備超聲驅動電阻單機片為頻率跟蹤的核心，控制A/D轉換輸出電壓值的遞減趨勢，根據正常運行狀態下的電壓值控制，改變輸出頻率的電壓值，將波形器產生的信號作為時鐘信號，則變負載狀態下電流頻率之間呈現負相關關系，因此，其最小值便為跟蹤點電流頻率的最大值。計算計數器電流頻率，并在電路中顯示，則其計算公式，如公式（1）所示：

根據上述計算公式，將提升設備濾波電流頻率轉換成平整電流信號，記錄每次計算數據電壓值，以此獲取電路的實效電流值，若存在當次記錄值高于上次記錄值，保留此次數值，反之，保留上一次數值，當電流頻率增加超過驅動電源變負載狀態下的額定值時，記錄在額定范圍內的最大電壓值。假定超聲驅動振動諧波頻率在此范圍內，此時，電壓對應的頻率值即為電源振動能力，以此實現對變負載狀態下的提升設備超聲驅動電源頻率的變頻控制。

3.3 通風設備中變頻控制技術的應用

在應用變頻控制技術進行通風設備調試過程中，考慮到通風設備遠程變頻控制自動化能力較差，為了提高通風設備的控制效率，應使用變頻控制技術進行如下的要點控制：在實施對于通風設備的調試控制過程中，一旦發現通風設備存在的故障，則立即對通風設備的工頻信號進行控制，保證調試能夠繼續進行。若調試失敗，則立即停止操作，確保通風設備處于完全關閉狀態的情況下，再進行后期的變頻控制。

因此，針對變頻控制技術在通風設備中的應用研究：

要了解變頻控制技術對通風設備的控制程度。對通風設備進行資源化的區域變頻控制改進，實現通風設備的變頻控制基于通風設備對變頻控制提出的要求，根據GPIS實時定位，保障變頻控制技術在通風設備中的合理應用。

綜上所述，通過通風設備中變頻控制技術的應用研究，證明了變頻控制技術的有效性。

4 結語

通過本文研究可知，變頻控制技術不僅可以延長礦山機電設備的使用壽命，還能夠降低生產成本，從根本上提高機電設備運行的穩定性。雖然目前礦山機電設備變頻控制技術已經廣泛應用于礦山機電設備變頻控制中，但是，要想進一步提高變頻控制技術的應用力度，還要加強對變頻控制技術的進一步研究，從而推動變頻控制技術在礦山機電設備中的使用頻率。本文沒有對礦山機電設備變頻控制技術的具體使用方案進行深入研究，可以作為礦山機電設備變頻控制技術以后研究重點內容。