現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中變頻技術(shù)的運(yùn)用

胡產(chǎn)寶

摘 要：隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程建設(shè)水平也得到了不斷提高，尤其是在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中運(yùn)用了變頻技術(shù)后，煤礦機(jī)電工程建設(shè)的發(fā)展步伐變得更加穩(wěn)健。在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中運(yùn)用變頻技術(shù)可以有效節(jié)能，同時(shí)還能提高機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行管理效率，所以在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中變頻技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程；變頻技術(shù)；節(jié)能減排；運(yùn)用

中圖分類號(hào)： TM921 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）36-184-2

0 引言

近年來，隨著我國煤礦資源的不斷開發(fā)，煤礦行業(yè)的發(fā)展利潤(rùn)日趨減少，煤礦行業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。對(duì)于煤礦企業(yè)來說，因?yàn)樾枰玫酱罅康碾娔?，如果能有效提高?jié)能效率，那么煤礦企業(yè)就可以在很大程度上節(jié)約成本，從而提高生產(chǎn)效率。在我國當(dāng)前的煤礦企業(yè)日常生產(chǎn)中，機(jī)電工程的耗電量數(shù)額巨大，約占到了企業(yè)用電總量的70%以上。變頻技術(shù)是一項(xiàng)新技術(shù)，它具有較強(qiáng)的調(diào)節(jié)性能和節(jié)能效果，將其運(yùn)用在煤礦機(jī)電工程中，可以更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，從而讓煤礦企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)一席之地。

1 變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電工程中運(yùn)用的原理概述

1.1 變頻技術(shù)運(yùn)用原理

對(duì)于煤礦生產(chǎn)機(jī)械來說，它的正常運(yùn)行并不需要在滿負(fù)荷的情況下長(zhǎng)期進(jìn)行工作。所以只要機(jī)械能滿足正常的動(dòng)力需求即可，煤礦機(jī)電工程應(yīng)將機(jī)械的耗電量降到最低，運(yùn)用變頻技術(shù)可以很好地滿足該要求。對(duì)于變頻技術(shù)來說，它集多種綜合技術(shù)于一體，比如電力電子技術(shù)和數(shù)控技術(shù)等。變頻技術(shù)將工頻電源通過可控制半導(dǎo)體器件設(shè)備轉(zhuǎn)換成其他頻率的電能，然后控制相關(guān)設(shè)備。變頻技術(shù)的基本工作原理是將工頻交流電壓通過整流橋變成直流電壓，通過逆變器把它變成頻率和電壓都可以有效調(diào)節(jié)相應(yīng)交流電壓，讓交流電機(jī)在驅(qū)動(dòng)電壓模式下進(jìn)行驅(qū)動(dòng)操作。變頻技術(shù)的運(yùn)用充分倡導(dǎo)了我國當(dāng)前提出的節(jié)能減排的目標(biāo)，變頻技術(shù)可以有效實(shí)現(xiàn)電機(jī)負(fù)載的自動(dòng)加速、減速和平滑等功能，[1]確保電機(jī)工作效率的提高。變頻技術(shù)同時(shí)還具有很好的軟停機(jī)和無沖擊啟動(dòng)等各種控制性能，在生產(chǎn)條件相對(duì)特殊的煤礦機(jī)電工程中得到了廣泛的運(yùn)用。

1.2 變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電工程中運(yùn)用的重要性分析

近年來隨著對(duì)煤炭資源的不斷開采，煤炭資源已經(jīng)越來越少了，各地的煤礦企業(yè)要想在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)需要節(jié)能減排，這也是煤礦企業(yè)綜合實(shí)力的重要表現(xiàn)。變頻技術(shù)的運(yùn)用很好地實(shí)現(xiàn)了煤礦企業(yè)節(jié)能環(huán)保的目的，同時(shí)也為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在我國當(dāng)前的煤礦企業(yè)開采中，機(jī)電設(shè)備的用電量占了總量的70%以上，如果運(yùn)用變頻技術(shù)可以有效節(jié)約電能，所以煤礦企業(yè)采用變頻技術(shù)對(duì)自身的發(fā)展意義重大。變頻器的選擇需謹(jǐn)慎，應(yīng)綜合可控性、簡(jiǎn)易性和安全性等各方面的性能，采用節(jié)能效果最高效的設(shè)備。

1.3 變頻技術(shù)的發(fā)展形式

我國的變頻技術(shù)在電子信息技術(shù)和高科技發(fā)展的基礎(chǔ)上取得了豐碩的成果，在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中也得到了不斷發(fā)展。比如，智能控制模塊的應(yīng)用和變頻技術(shù)的控制方式改進(jìn)等都被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，并且取得了很好的節(jié)能減排效果。我國當(dāng)前的很多煤礦企業(yè)都在機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用了變頻技術(shù)，不僅確保了機(jī)械設(shè)備的科學(xué)合理運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)也使得變頻技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用得到了推廣。在運(yùn)用變頻技術(shù)的過程中，變頻技術(shù)的集成化程度因?yàn)樽詣?dòng)化控制和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而得到了不斷提高，機(jī)電設(shè)備的調(diào)速功能得到了很好的改善，同時(shí)機(jī)電設(shè)備還可以有效結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)編程和識(shí)別等功能。[2]

2 變頻技術(shù)在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中的運(yùn)用

2.1 變頻技術(shù)在提升機(jī)中的運(yùn)用

對(duì)于礦井的提升機(jī)來說，它需要在繁重和復(fù)雜的運(yùn)行條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)槠浞彪s的工作條件，使得提升機(jī)需要具備較強(qiáng)的設(shè)備性能。在提升機(jī)工作的過程中，需要進(jìn)行繁重的調(diào)速任務(wù)，啟動(dòng)關(guān)閉，機(jī)電設(shè)備在反復(fù)的工作中容易出現(xiàn)故障，如果機(jī)電設(shè)備頻繁發(fā)生故障，其使用的周期就減少，將變頻技術(shù)運(yùn)用到提升機(jī)中，不僅有效保護(hù)提升機(jī)，還能提高工作效率，同時(shí)還可以提高提升機(jī)的運(yùn)行能力，降低了因調(diào)速而出現(xiàn)的電阻發(fā)熱損壞故障的發(fā)生，最終變頻技術(shù)應(yīng)用于提升機(jī)中可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排效果。隨著變頻技術(shù)的不斷改進(jìn)和完善，很多的技術(shù)設(shè)備得到了更好的兼容性，比如提升機(jī)的專用變頻器等不僅能滿足煤礦企業(yè)的機(jī)電性能需求，同時(shí)也被廣泛使用在煤礦企業(yè)的機(jī)電生產(chǎn)中。

2.2 變頻技術(shù)在皮帶機(jī)中的運(yùn)用

在煤礦企業(yè)的生產(chǎn)過程中，需要使用較大功率的皮帶機(jī)，皮帶機(jī)的工作原理是利用電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)，然后將皮帶上的原煤通過皮帶運(yùn)送到目的地。這樣的話在皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中就需要使用較大的電流，同時(shí)還需要通過皮帶和輪軸的摩擦來進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。在工作中液力耦合器會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，使得機(jī)器內(nèi)部的油溫升高，機(jī)械老化的速度會(huì)因此而加快，同時(shí)機(jī)器設(shè)備還會(huì)存在一些安全隱患。如果將變頻技術(shù)運(yùn)用在皮帶機(jī)中，那么機(jī)器運(yùn)行和起停的穩(wěn)定性和安全性會(huì)得到大幅提高，同時(shí)皮帶機(jī)的軟啟動(dòng)效果也會(huì)得到保證。變頻技術(shù)的運(yùn)用還有效提高了能量的利用率，根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，運(yùn)用變頻技術(shù)可以將能源的利用率提高到百分之九十以上，不僅將能源的使用效率提高了，同時(shí)也達(dá)到了節(jié)能減排的目標(biāo)，使得企業(yè)的成本得到節(jié)約，從而確保了煤礦企業(yè)的效益。[3]

2.3 變頻技術(shù)在通風(fēng)機(jī)中的運(yùn)用

因?yàn)槊旱V開采生產(chǎn)的特殊性，通風(fēng)設(shè)備以其自身的功能在所有的設(shè)備中占據(jù)最重要的地位，在煤礦開采的過程中必須要保持開采現(xiàn)場(chǎng)的空氣流通，通風(fēng)設(shè)備在開采的整個(gè)過程中必須始終處于工作狀態(tài)。隨著開采的深度不斷增加，對(duì)風(fēng)壓的要求就會(huì)越來越高，這需要調(diào)整通風(fēng)設(shè)備的功率來實(shí)現(xiàn)。這就使得通風(fēng)設(shè)備面臨著兩方面的問題：一方面是需要根據(jù)開采的深度進(jìn)行變動(dòng)，另一方面啟動(dòng)需要較大的電流。如果運(yùn)用變頻技術(shù)可以有效控制通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，以此來滿足不同的開采深度需求，同時(shí)通風(fēng)設(shè)備的使用壽命因?yàn)槟芎牡玫浇档投娱L(zhǎng)。隨著科技的發(fā)展，煤礦開采行業(yè)的通風(fēng)設(shè)計(jì)方案也各不相同，生產(chǎn)時(shí)期不同煤礦風(fēng)機(jī)的更換方式也不同，所以在實(shí)際操作中具有很高的難度系數(shù)。在更換風(fēng)機(jī)的過程中，傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)一般會(huì)被擱置，不僅造成資源的浪費(fèi)，同時(shí)也影響了設(shè)備的利用效率。運(yùn)用變頻技術(shù)后，可以將傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行極好地改善，將傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)和變頻調(diào)控技術(shù)相結(jié)合可以不再出現(xiàn)重復(fù)作業(yè)問題，同時(shí)煤礦開采的通風(fēng)問題也得到了解決，比如，煤礦企業(yè)如果使用傳統(tǒng)的通風(fēng)機(jī)進(jìn)行作業(yè)開采，可能需要在使用的過程中更換很多的風(fēng)機(jī)，這樣不僅浪費(fèi)了大量的時(shí)間和人力資源，同時(shí)也影響了礦井的通風(fēng)。變頻技術(shù)的運(yùn)用，可以確保在整個(gè)煤礦開采過程中僅使用一臺(tái)風(fēng)機(jī)就夠了，既滿足了基本的開礦通風(fēng)需求，同時(shí)也提高了設(shè)備的使用效率。

2.4 變頻技術(shù)在空氣壓縮機(jī)中的運(yùn)用

一般來說空氣壓縮機(jī)是煤礦風(fēng)動(dòng)機(jī)電運(yùn)行的基本動(dòng)力，它需要利用交流電機(jī)來完成，所以電動(dòng)機(jī)會(huì)一直處于高速工作的狀態(tài)下?？諝鈮嚎s機(jī)一般使用上下兩點(diǎn)控制的方式來進(jìn)行壓力控制，也就是說交流電動(dòng)機(jī)會(huì)一直處于工頻運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)預(yù)設(shè)壓力值和空氣壓縮機(jī)的值達(dá)到一致時(shí)，此時(shí)的空壓機(jī)進(jìn)氣閥會(huì)關(guān)閉，也就不再有壓縮氣體產(chǎn)生了，電動(dòng)機(jī)處于空載；在壓力不斷下降后，達(dá)到預(yù)設(shè)壓力值時(shí)，空壓機(jī)的氣閥便會(huì)打開，因此產(chǎn)生壓縮氣體，電動(dòng)機(jī)此時(shí)處于重載。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，煤礦的實(shí)際用氣量和產(chǎn)氣量是不等的，這就使得空壓機(jī)不停地進(jìn)行加載和卸載，這會(huì)對(duì)空壓機(jī)和整個(gè)電網(wǎng)造成很大的不利影響。變頻技術(shù)具有操作性強(qiáng)、維護(hù)便捷和高控制精度等優(yōu)點(diǎn)，將其運(yùn)用在電動(dòng)機(jī)調(diào)速中，可以適當(dāng)調(diào)整轉(zhuǎn)速，變頻器可以通過調(diào)節(jié)電機(jī)用電量的大小來自動(dòng)調(diào)控轉(zhuǎn)速，因此改變了空氣壓縮機(jī)加載和卸載供氣的控制方式，確保供氣壓力能得到恒定，即使是在低于額定的轉(zhuǎn)速情況下電機(jī)仍然可以不間斷地運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣可以有效減少壓縮機(jī)的啟停次數(shù)。

3 小結(jié)

煤礦機(jī)電工程中運(yùn)用變頻技術(shù)能大大提高工作效率，同時(shí)達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)，變頻技術(shù)在我國的煤礦工程中得到了廣泛的推廣和運(yùn)用，同時(shí)還可以通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)各種機(jī)電設(shè)備的不同功能需求，因此變頻技術(shù)有著理想的發(fā)展前景。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 曹宏偉.變頻技術(shù)在現(xiàn)代煤礦機(jī)電中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015（28）.

[2] 呂曉偉.現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中變頻技術(shù)的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（22）.

[3] 王大雷.變頻技術(shù)在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中的應(yīng)用實(shí)踐[J].硅谷，2014（21）.