煤礦機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

司大為

摘 要：煤礦機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用是煤礦開(kāi)采、生產(chǎn)上的巨大進(jìn)步，其使用能很好的調(diào)節(jié)煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的啟動(dòng)、速度等，使其運(yùn)行更為安全、可靠、穩(wěn)定。對(duì)于變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的討論和研究，將促進(jìn)煤礦行業(yè)開(kāi)采、生產(chǎn)等方面的巨大進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電設(shè)備；變頻節(jié)能技術(shù)；發(fā)展；應(yīng)用

引言

變頻節(jié)能技術(shù)被廣泛的應(yīng)用與礦山、電力、機(jī)械化生產(chǎn)等方面，對(duì)于節(jié)省能源、提高生產(chǎn)效率有積極的意義，隨著變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備上應(yīng)用研究的進(jìn)步，我國(guó)的煤礦開(kāi)采技術(shù)有很大的發(fā)展，不僅有效的降低了礦產(chǎn)資源的開(kāi)采成本，還提高了設(shè)備系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性，這一技術(shù)的應(yīng)用不僅是現(xiàn)在，即使將來(lái)也會(huì)是煤礦機(jī)電設(shè)備研究的核心內(nèi)容之一。

1煤礦機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)的發(fā)展

1.1機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)的發(fā)展

在上世紀(jì)七十年代初，變頻節(jié)能技術(shù)得到了應(yīng)用和推廣，這一時(shí)期，很多工業(yè)化程度高的國(guó)家都對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行了開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，但這一時(shí)期變頻節(jié)能技術(shù)的研究剛剛起步，其應(yīng)用中還存在較多的問(wèn)題。進(jìn)入九十年代后，很多發(fā)展中國(guó)家也開(kāi)始重視對(duì)變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，特別是在煤礦開(kāi)采、電力生產(chǎn)等方面的應(yīng)用較為廣泛，這一時(shí)期，變頻節(jié)能技術(shù)的發(fā)展仍不成熟，但其在生產(chǎn)活動(dòng)中的節(jié)能效果是非常明顯的，這一優(yōu)勢(shì)引起了全世界對(duì)其的關(guān)注，各國(guó)都開(kāi)始進(jìn)行對(duì)其更深入的研究。在九十年代前期，變頻節(jié)能技術(shù)主要是基于晶閘管（SCR）發(fā)展起來(lái)的，在使用過(guò)程中普遍存在功率因數(shù)低、諧波成分大等缺點(diǎn)。隨著世界各國(guó)對(duì)變頻節(jié)能技術(shù)研究的深入，到九十年代后期，功率因數(shù)低、諧波成分大等缺點(diǎn)已基本解決，基于晶體管和晶閘管的變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究得到了很大發(fā)展，這一時(shí)期變頻節(jié)能技術(shù)在機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用的最大問(wèn)題就是集成化、自動(dòng)化不足，速度調(diào)節(jié)的可靠性、方便性還有待增強(qiáng)。進(jìn)入本世紀(jì)后，變頻節(jié)能技術(shù)的發(fā)展極為迅速，加之信息科技的發(fā)展，變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用已基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、智能化，操作者可對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，且該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的理論、實(shí)踐技術(shù)均已成熟，變頻節(jié)能技術(shù)逐漸的成為煤礦開(kāi)采的重要應(yīng)用技術(shù)，即便是一些規(guī)模較小的煤礦，也較為重視對(duì)變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，這無(wú)疑推動(dòng)了變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展。

1.2機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用原理

變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用原理很簡(jiǎn)單，它就是一種通過(guò)有效的控制電壓達(dá)到有效控制機(jī)電設(shè)備工作頻率的技術(shù)，其應(yīng)用能夠有效的節(jié)省能源，提高生產(chǎn)效率。概括的講，變頻節(jié)能技術(shù)就是一種將高壓交流電變成直流電，再將直流電變成適合機(jī)電設(shè)備應(yīng)用的交流電電源，這一過(guò)程可以給機(jī)電設(shè)備提供最適當(dāng)電能源，帶動(dòng)機(jī)電設(shè)備有效、安全、穩(wěn)定工作。當(dāng)前變頻節(jié)能技術(shù)主要應(yīng)用電力半導(dǎo)體的特點(diǎn)來(lái)控制電壓，功率交流電在一定情況下不會(huì)發(fā)生改變，電壓則會(huì)隨著半導(dǎo)體的通斷改變，使電能源成為頻率可變的交流電源，進(jìn)而控制機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用。煤礦機(jī)電的耗電量都很大，如礦井升降機(jī)、空壓機(jī)等，其負(fù)荷的變化很大，且較為頻繁，這些設(shè)備的耗電量也很大，如不能改變其功率，則會(huì)造成電能的大量浪費(fèi)，在應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)后，能有效的控制其速度的快、慢，機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的開(kāi)、關(guān)，不僅能夠節(jié)省能源、提高效率，其與遠(yuǎn)程遙控技術(shù)的配合應(yīng)用還提高了煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的安全性，對(duì)于促進(jìn)煤礦業(yè)的發(fā)展有積極意義。

2變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

2.1機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

煤礦機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)很明顯，第一，變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用可以大幅度的降低煤礦機(jī)電設(shè)備的耗電量，避免了機(jī)電設(shè)備運(yùn)行對(duì)電能的浪費(fèi)。一方面，變頻節(jié)能技術(shù)能夠通過(guò)控制供給機(jī)電設(shè)備的交流電電壓而控制其耗電量，使煤礦機(jī)電設(shè)備的負(fù)荷能夠與耗電量一致，不會(huì)出現(xiàn)空載與負(fù)荷量大的情況下同等的用電量的現(xiàn)象，這就大大的節(jié)省了電能，例如，變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦膠帶運(yùn)輸機(jī)和電鏟中的應(yīng)用，可有效的建設(shè)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中的發(fā)熱損耗，有效的解決了機(jī)械系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)的沖擊問(wèn)題，通過(guò)控制機(jī)電設(shè)備的啟動(dòng)和速度快慢提高了機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的效益，延長(zhǎng)了機(jī)電設(shè)備的壽命。第二，變頻技術(shù)的應(yīng)用可使煤礦機(jī)電設(shè)備節(jié)省大量的能源，間接的提高了煤礦運(yùn)營(yíng)的效率。例如，礦井提升機(jī)、空壓機(jī)等設(shè)備的耗電量大，通過(guò)應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)而降低機(jī)電設(shè)備的耗電量，就能達(dá)到很好的節(jié)省能源的目的，且節(jié)能效果顯著。第三，變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)有簡(jiǎn)化了機(jī)電設(shè)備的操作程序、有效的保護(hù)了機(jī)電設(shè)備的使用，延長(zhǎng)了煤礦機(jī)電設(shè)備應(yīng)用的壽命，為煤礦節(jié)省了巨大的設(shè)備成本。例如，變頻技術(shù)在膠帶運(yùn)輸機(jī)與電鏟中的應(yīng)用，很好的緩解了機(jī)械系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)的沖擊問(wèn)題，有效的保護(hù)了機(jī)電設(shè)備，延長(zhǎng)了其使用壽命。又如，變頻技術(shù)在采煤機(jī)上的應(yīng)用，有效的控制了機(jī)器滑行的速度，降低了機(jī)器下滑跑車(chē)等問(wèn)題的發(fā)生率，提高了機(jī)電設(shè)備操作的可靠性，同時(shí)，變頻技術(shù)的應(yīng)用使采煤機(jī)操作變得簡(jiǎn)單、靈活，方便了操作人員的操作，大大的提高了工作效率。再如，變頻節(jié)能技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了煤礦機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程操作，使煤礦的開(kāi)采更加智能化，且全數(shù)字化的控制技術(shù)使提升機(jī)的控制非常精確、可靠，專門(mén)為其設(shè)計(jì)的軟件還有很好的兼容性，這一技術(shù)的開(kāi)發(fā)很大程度上優(yōu)化了煤礦機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行系統(tǒng)，提高了煤礦的開(kāi)采效率和效益。

2.2機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展

變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用的巨大優(yōu)勢(shì)，使世界各國(guó)都投入了大量的人力、物力對(duì)其進(jìn)行研究，變頻節(jié)能技術(shù)的發(fā)展也證明了其研究的效果。在控制理論方面電壓控頻方式的改進(jìn)和優(yōu)化，使其對(duì)于機(jī)電設(shè)備的控制更為可靠、安全、精準(zhǔn)和智能化，提高了煤礦機(jī)電設(shè)備的控制效果。在器件功率方面，三項(xiàng)橋式逆變器的應(yīng)用成功，再到智能功率模塊的研究成功，使變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備上的應(yīng)用更為成熟，促進(jìn)了煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和綜合技術(shù)水平的提升。在調(diào)節(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)方面，變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用也有很大的發(fā)展，智能化、高性能的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速功能實(shí)現(xiàn)了煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的精準(zhǔn)、安全、可靠，數(shù)字化的信號(hào)傳輸、接受功能，使操作人員的指令能夠準(zhǔn)確無(wú)誤的傳遞出去，提高了機(jī)電設(shè)備對(duì)操作人員命令的執(zhí)行效率。此外，變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用提高了煤礦機(jī)電設(shè)備的綜合性能，隨著對(duì)這一技術(shù)應(yīng)用研究的深入，煤礦機(jī)電設(shè)備的綜合性能也越來(lái)越高，智能化的操作為煤礦產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了更多的發(fā)展機(jī)遇。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煤礦機(jī)電設(shè)備變頻技術(shù)的發(fā)展非常迅速，特別是上世紀(jì)九十年代后期，其發(fā)展的速度也證明了之一技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)先性，可靠性。當(dāng)前，我國(guó)煤礦變頻技術(shù)的應(yīng)用已走到了世界的前沿，這將是提高我國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)綜合效益的良好開(kāi)端，積極的對(duì)其在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)行進(jìn)一的探索和研究，一定能夠使煤礦機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行更為安全、可靠、方便，也為我國(guó)煤礦行業(yè)的發(fā)展開(kāi)辟了新的道路。

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