試論變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

田樹河

摘 要：隨著煤礦企業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)改造日益完善，煤礦開發(fā)中的機(jī)電設(shè)備用量越來越多，由此對(duì)于煤礦機(jī)械化操作效能提出了更高的要求。在煤礦生產(chǎn)所使用的機(jī)電設(shè)備，越來越多地采用了變頻技術(shù)，因?yàn)樽冾l技術(shù)不僅能耗低，而且操作更加靈活。因此，本文對(duì)變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)行探討，分析變頻技術(shù)的基本原理，闡述其在煤礦機(jī)電設(shè)備中的重要作用，對(duì)變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備采煤機(jī)、提升機(jī)、皮帶機(jī)、通風(fēng)機(jī)等設(shè)備中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：變頻技術(shù)；煤礦機(jī)電設(shè)備；煤礦生產(chǎn)；技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：X752 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著我國(guó)煤礦生產(chǎn)從粗獷型開采向精細(xì)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，煤炭生產(chǎn)機(jī)械化操作越來越普遍，而為了構(gòu)建節(jié)約型煤礦生產(chǎn)，將變頻技術(shù)引入到煤礦機(jī)電設(shè)備中，通過對(duì)機(jī)械設(shè)備的合理規(guī)劃與控制，提高煤礦生產(chǎn)水平，降低能耗，構(gòu)建環(huán)保型生產(chǎn)體系是現(xiàn)代化煤礦企業(yè)重要的發(fā)展方向。

1.變頻技術(shù)應(yīng)用的基本原理

變頻技術(shù)是一種可以靈活調(diào)節(jié)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行科學(xué)生產(chǎn)的一種技術(shù)，其改變了傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備固態(tài)生產(chǎn)模式，使機(jī)電設(shè)備更加具有可操作性，在現(xiàn)代化生產(chǎn)中具有非常重要的實(shí)用價(jià)值。目前，變頻技術(shù)已經(jīng)融入到各類生產(chǎn)中，并結(jié)合信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等，使生產(chǎn)更加人性化。變頻技術(shù)的工作原理是通過半導(dǎo)體元件對(duì)交流電的控制使機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)可根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)速，其中逆變器是變頻技術(shù)的主要核心元件，通過逆變器可以機(jī)電設(shè)備的通電電流和電壓發(fā)生改變，進(jìn)而使電機(jī)設(shè)備具有無極變速的能力，讓機(jī)電設(shè)備能夠具有快速操作、中速操作、慢速操作等諸多的操作方法。變頻技術(shù)的主要特點(diǎn)是能夠使機(jī)電設(shè)備的電機(jī)根據(jù)需求進(jìn)行加速和減速，在此過程中，轉(zhuǎn)變電機(jī)設(shè)備原有固定轉(zhuǎn)數(shù)的方式，使機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)可根據(jù)需求進(jìn)行轉(zhuǎn)數(shù)的調(diào)整，這種方式大大降低了機(jī)電設(shè)備的損耗和能源的消耗，不僅利于生產(chǎn)，而且可以節(jié)約生產(chǎn)成本。變頻技術(shù)具有很好的可控制和可操作性，隨著自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，目前很多機(jī)電設(shè)備已經(jīng)采用了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊自動(dòng)化等智能變頻，讓勞動(dòng)生產(chǎn)更加規(guī)范化、專業(yè)化，降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)產(chǎn)能。

2.變頻技術(shù)對(duì)于煤礦機(jī)電設(shè)備的重要作用

煤礦生產(chǎn)是國(guó)家重要的能源供給來源之一，改革開放以來，我國(guó)工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程越來越快，煤炭產(chǎn)量逐年提高，煤炭資源的儲(chǔ)備量大幅度減少。而由于原有的開采技術(shù)落后，造成了大量的能源浪費(fèi)，并且給環(huán)境帶來了巨大的污染。隨著能源結(jié)構(gòu)的改革和先進(jìn)機(jī)電設(shè)備的出現(xiàn)，現(xiàn)代化、科技化能源生產(chǎn)，成為了煤炭企業(yè)調(diào)結(jié)構(gòu)、促發(fā)展的重要支撐。由此，大批的機(jī)電設(shè)備應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中，煤炭企業(yè)得到了技術(shù)上的大幅度升級(jí)改造。目前，煤炭企業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)已經(jīng)成為一種常態(tài)，而大量的機(jī)電設(shè)備給企業(yè)帶來的能源消耗也非常的巨大，用電量、用水量費(fèi)用都是企業(yè)主要的財(cái)務(wù)支出，同時(shí)在節(jié)能減排的政策引導(dǎo)下，企業(yè)生產(chǎn)效率與降低能耗和減少污染相平衡，這就必須要采取科學(xué)的技術(shù)手段滿足各方面的需求。將變頻技術(shù)引入煤礦機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)中，一方面能夠人性化生產(chǎn)，另一方面可節(jié)能減排，減少煤炭企業(yè)成本開銷，對(duì)于煤炭企業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的意義。

3.頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的具體應(yīng)用

隨著機(jī)電設(shè)備的升級(jí)換代，變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用范圍越來越廣，并且融入了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、智能控制技術(shù)等，使變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的運(yùn)用越來越靈活。其中在煤礦生產(chǎn)主要的機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用尤為突入，如：在采煤機(jī)、提升機(jī)、皮帶機(jī)、通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用等。

3.1 變頻技術(shù)在采煤機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

采煤機(jī)是煤礦開采中不可或缺的機(jī)電設(shè)備，在開采過程中采煤機(jī)開采過程較為復(fù)雜，并且啟動(dòng)與停止頻率較為頻繁，強(qiáng)行受阻會(huì)影響采煤機(jī)的使用壽命。因此將變頻技術(shù)引入到采煤機(jī)工作中，使采煤機(jī)能夠以一種勻速的方式進(jìn)行工作，控制采煤機(jī)下滑和溜車的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)調(diào)節(jié)精準(zhǔn)控制。

3.2 變頻技術(shù)在提升機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

提升機(jī)在煤礦開采中的作用是將設(shè)備、物料、人員從地面輸送到地下，或者把設(shè)備、人員等提升到地面，起到地上與地下的運(yùn)輸作用。在煤礦開采過程中，提升機(jī)每天都需要上下頻繁使用，不同物資的運(yùn)輸對(duì)于速度的要求不同，例如設(shè)備的運(yùn)輸?shù)乃俣纫热藛T運(yùn)輸?shù)乃俣嚷?，如果都以運(yùn)輸設(shè)備的速度運(yùn)輸人員會(huì)降低煤礦生產(chǎn)的效率。并且頻繁地上下操作提升機(jī)所消耗的電能非常大。所以引入變頻技術(shù)，控制提升機(jī)上下運(yùn)輸?shù)乃俣龋梢詽M足不同運(yùn)輸?shù)男枨?，同時(shí)還可以降低電能的消耗。此外，傳統(tǒng)提升機(jī)在控制上下速度時(shí)會(huì)選擇通過增減電機(jī)的電阻來完成速度的變化，這種方式一方面調(diào)節(jié)速度的范圍較小，另一方面調(diào)速的穩(wěn)定性難以保障，極易造成電阻的損壞。而引入變頻技術(shù)，通過電路程式來調(diào)節(jié)提升機(jī)的速度，提高了變速的范圍，并能夠提升變速的穩(wěn)定性，這樣還可以延長(zhǎng)提升機(jī)電機(jī)的使用壽命。

3.3 變頻技術(shù)在皮帶機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

皮帶機(jī)是運(yùn)輸?shù)V車的主要工具，由于礦料的重量大，所以皮帶機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)需要大功率的電機(jī)，這樣在皮帶機(jī)啟動(dòng)和停止過程中，都會(huì)給皮帶機(jī)造成強(qiáng)大的阻力，容易導(dǎo)致皮帶機(jī)的損壞，而且會(huì)加劇皮帶機(jī)皮帶的老化和斷裂。皮帶機(jī)如果采用勻速運(yùn)輸，礦料進(jìn)入皮帶機(jī)傳送和從皮帶機(jī)卸下時(shí)，太快不利于人工的操作，太慢又影響生產(chǎn)效率。引入變頻技術(shù)則可以通過數(shù)控使皮帶機(jī)根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)速，啟動(dòng)和停止過程都予以緩沖，降低皮帶機(jī)機(jī)械的磨損，同時(shí)根據(jù)礦料上皮帶機(jī)和下皮帶機(jī)的及時(shí)操作自動(dòng)變頻，使皮帶機(jī)運(yùn)輸更加科學(xué)和人性化。

3.4 變頻技術(shù)在通風(fēng)機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

通風(fēng)機(jī)是煤礦井下作業(yè)必備的氣流交換設(shè)備，他可以保證井下工作人員的有氧呼吸。由于煤礦開采在隨著深度的不斷加大，換氣壓力也越來越大，通風(fēng)機(jī)的功率要求就不斷的增加，所以需要通風(fēng)機(jī)具有隨井深加深而不斷提高通風(fēng)的能力，如果采用同一風(fēng)速，可能造成在一定深度一下供氧不足，或者在較淺深度通風(fēng)過大，造成能源的浪費(fèi)。這就需要變頻技術(shù)對(duì)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，以保證在不同深度環(huán)境下作業(yè)的人員能夠擁有充足的氧氣。此外，通過變頻技術(shù)對(duì)通風(fēng)機(jī)風(fēng)量的調(diào)節(jié)，可以在一定程度上減少能源的消耗，為煤礦企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本。

結(jié)語

變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用具有非常重要的作用，通過變頻技術(shù)可以有效地控制煤礦機(jī)電設(shè)備的啟動(dòng)與停止，并通過調(diào)節(jié)變速器設(shè)備，控制煤礦的生產(chǎn)節(jié)奏，由此可以做到提高生產(chǎn)效率，降低能源消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)。隨著煤礦機(jī)電設(shè)備智能化的發(fā)展，變頻技術(shù)的應(yīng)用將更加廣泛和頻繁，并且隨著機(jī)電一體化、人工智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的加入，變頻技術(shù)與各項(xiàng)技術(shù)相結(jié)合，再由變頻技術(shù)對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)煤礦開采科技化、智能化。由此可見，變頻技術(shù)作為未來各項(xiàng)技術(shù)對(duì)機(jī)電設(shè)備操作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在任何技術(shù)上都具有不可或缺的作用。

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