現(xiàn)階段我國煤礦機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

杜培 秦冬松 趙彥輝

摘要：我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，我國的煤炭生產(chǎn)行業(yè)不斷新技術(shù)、新工藝，并取得了較大程度上的發(fā)展，為行業(yè)整體水平的提高以及國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。但在目前狀況下，我國的能源供給增長速度與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度不能保持一定的一致性，在這一不同步的現(xiàn)實(shí)之下，能源的供給問題對(duì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展造成一定的制約。因此，必須通過“開源節(jié)流”的辦法及時(shí)而有效的解決能源供給問題。在這一背景之下，變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它是一種效果較好的節(jié)流方法。本文主要針對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究與分析。

關(guān)鍵詞：煤礦；機(jī)電設(shè)備；技術(shù)

我國煤炭資源極其豐富，煤炭資源儲(chǔ)量居世界前列，是一個(gè)典型的煤炭大國。當(dāng)前，煤炭在我國資源使用中占據(jù)著極其重要的份額，且在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著極其重要的作用。但是，我國煤炭開采的現(xiàn)狀令人擔(dān)憂，不僅安全事故居高不下，而且生產(chǎn)耗能也很嚴(yán)重，特別是在中小煤礦中，這種狀況就更為普遍。隨著技術(shù)的進(jìn)步，變頻節(jié)能技術(shù)逐漸應(yīng)用于煤礦機(jī)電設(shè)備中，逐漸改善了煤礦生產(chǎn)能耗嚴(yán)重的問題。

1 變頻節(jié)能技術(shù)的特性淺析

變頻節(jié)能技術(shù)能夠?qū)δ茉聪牡臏p少起到直接作用，正是由于這一作用，使得變頻節(jié)能技術(shù)受到了國際社會(huì)的廣泛關(guān)注。而變頻調(diào)速技術(shù)作為改善電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的一種先進(jìn)技術(shù)，能夠使電動(dòng)機(jī)在最節(jié)能的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，同時(shí)也能夠取得十分明顯的節(jié)能效果。

對(duì)于變頻調(diào)速而言，它主要是對(duì)電力半導(dǎo)體器件進(jìn)行有效地利用，通過發(fā)揮其通斷作用，對(duì)電壓和頻率固定不變的工頻交流電進(jìn)行一定程度的轉(zhuǎn)變，使其成為電壓或者頻率可以改變的交流電，我們稱這種電能控制裝置為“變頻器”。變頻器的工作原理主要如下：簡單而言，變頻器采用的是“交———直———交”方式，即首先對(duì)整流器進(jìn)行有效運(yùn)用，將工頻交流電源轉(zhuǎn)換成為直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。一般情況下，變頻器的電路主要是由四個(gè)部分共同組成的，分別是整流部分、中間直流環(huán)節(jié)部分、逆變部分以及控制部分。其中，整流部分主要采用三相橋式不可控整流器。逆變部分則為 IGBT 三相橋式逆變器，這一逆變器輸出為脈沖寬度調(diào)制波形，即所謂的PW M ，它在變頻技術(shù)當(dāng)中有著十分重要的地位與作用，是變頻技術(shù)的核心技術(shù)之一。而對(duì)于中間直流環(huán)節(jié)部分來說，主要是濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無功功率。

2 變頻節(jié)能技術(shù)的使用情況以及其使用原理

在我國的煤礦生產(chǎn)過程中，對(duì)于運(yùn)作的安全性要求是非常高的，所以我國在不斷發(fā)展的過程中都在努力尋找適合煤礦的技術(shù)，變頻技術(shù)的應(yīng)用雖然在很大程度上提高了煤礦機(jī)電運(yùn)作的安全和效率，但依舊沒有完全融入煤礦機(jī)電設(shè)備中。通過不斷的實(shí)踐摸索和開發(fā)研究，變頻節(jié)能技術(shù)已經(jīng)可以融入煤礦機(jī)電設(shè)備中，使得煤礦機(jī)電設(shè)備的工作效率大大提高，而且變頻節(jié)能技術(shù)的本質(zhì)可以讓煤礦機(jī)電設(shè)備的耗能減少，不僅提高了工作效率，還能很有效的提升煤礦產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

變頻節(jié)能技術(shù)在許多方面都有其他技術(shù)系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，比如在功率控制方面，專業(yè)的功率控制配件讓變頻技術(shù)的運(yùn)用程度不斷加深，使得變頻的功率在運(yùn)行的過程中逐漸增大，而且變頻技術(shù)的控制方面有非常先進(jìn)的系統(tǒng)支持，不同的控制方法進(jìn)行互補(bǔ)用讓變頻節(jié)能的技術(shù)應(yīng)用面更廣闊。在變頻節(jié)能技術(shù)的研究方向上，信息技術(shù)的支持和發(fā)展讓變頻技術(shù)走向更高端的科學(xué)化和人性化，控制系統(tǒng)的智能完善和集成系統(tǒng)的管理范圍都在很大程度上得到了發(fā)展，并且變頻節(jié)能技術(shù)從傳統(tǒng)的單一數(shù)字處理變成了信息化的數(shù)字信息集成處理，利用計(jì)算機(jī)的先進(jìn)性和信息技術(shù)的支持讓變頻節(jié)能技術(shù)的研發(fā)有了更廣闊的發(fā)展方向。最后是變頻技能技術(shù)在功能方面上的提高，不斷的科學(xué)化與全面化讓變頻節(jié)能技術(shù)有了更廣闊的應(yīng)用面，綜合性能不斷增強(qiáng)。

3 變頻節(jié)能技術(shù)在機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用情況分析

信息技術(shù)逐漸普及到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中，變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)過信息技術(shù)的滲透，使得其使用程度也變得更廣。在我國的煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)作過程中，變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用不斷加強(qiáng)，本文主要從以下幾點(diǎn)結(jié)合實(shí)際內(nèi)容進(jìn)行分析。

3. 1 變頻節(jié)能技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用分析

在我國不斷發(fā)展更新的過程中，采煤機(jī)的頻率變化調(diào)控已經(jīng)從傳統(tǒng)的由一拖二進(jìn)步到一拖一，在我國采煤機(jī)的技術(shù)應(yīng)用中，能量回饋型的四象限運(yùn)行技術(shù)是超越世界其他國家的，我國國內(nèi)自發(fā)研制的采煤機(jī)在功率最大化方面已經(jīng)可以調(diào)控到 2 ×110kW，這相對(duì)于其他國家是非常先進(jìn)的，變頻器的控制電壓是380V，在這個(gè)控制電壓下可以很穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)額定轉(zhuǎn)速的調(diào)控功能，從實(shí)際的運(yùn)行狀況觀察，能量回饋型的四象限運(yùn)行技術(shù)可以擴(kuò)大采煤機(jī)的工作范圍和控制程度，讓采煤機(jī)有更安全的運(yùn)行保障。

3. 2 變頻節(jié)能技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用分析

在煤礦機(jī)電設(shè)備中，提升機(jī)的應(yīng)用面是非常廣泛的，而且提升機(jī)本身的使用價(jià)值就比較高，通過對(duì)提機(jī)正確的使用，可以讓煤礦的運(yùn)作有更可靠的安全保障，在一定程度上也保護(hù)了工作人員的人身安全。傳統(tǒng)的煤礦機(jī)電設(shè)備中，對(duì)于提升機(jī)的使用和安置是比較缺乏科學(xué)性的，而且其技術(shù)支持比較落后。在傳統(tǒng)的提升機(jī)中想要控制機(jī)電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率就必須在電動(dòng)轉(zhuǎn)子內(nèi)加入電阻，這樣會(huì)讓提升機(jī)運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生巨大的安全隱患，對(duì)工作人員和施工安全都帶來了巨大的影響，而且加入電阻的辦法會(huì)讓電能消耗過快。在提升機(jī)中加入變頻節(jié)能技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)的現(xiàn)代化控制，讓提升機(jī)可以收到遠(yuǎn)程控制，確保施工的安全性，并在很大程度上保證了提升機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

3.3 變頻節(jié)能技術(shù)在皮帶傳送機(jī)的應(yīng)用分析

與提升機(jī)的運(yùn)作情況基本相似，其原理也基本相同，皮帶傳送機(jī)在實(shí)際運(yùn)作過程中利用變頻節(jié)能技術(shù)可以更有效的將煤礦從礦井下運(yùn)輸?shù)降孛嫔稀Ｗ冾l節(jié)能技術(shù)可以整合煤礦機(jī)電設(shè)備中的電流波動(dòng)情況，使機(jī)電發(fā)熱情況減少，發(fā)揮皮帶的實(shí)際作用，提升其工作效率。這樣就可以改變皮帶傳送機(jī)的運(yùn)作頻率和效率，在很大程度上提高煤礦機(jī)電設(shè)備的實(shí)際運(yùn)作價(jià)值，不僅可以讓變頻節(jié)能技術(shù)很好的應(yīng)用在煤礦機(jī)電設(shè)備中，還可以讓皮帶傳送機(jī)得到最大程度的應(yīng)用。

4 總結(jié)

本文主要針對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究與分析。就目前我國的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r來說，變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用是必然的，其應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用方向是非常適合我國煤礦機(jī)電設(shè)備發(fā)展的趨勢(shì)的，但變頻節(jié)能技術(shù)還不夠完善，在許多煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用程度依舊沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，在不斷發(fā)展的過程中，希望廣大相關(guān)工作人員可以不斷創(chuàng)新和不斷研究，讓煤礦機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能的技術(shù)應(yīng)用發(fā)展有更廣闊的前景。

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