變頻控制技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的運(yùn)用探討

韓 偉

（陜煤集團(tuán)神木張家峁礦業(yè)有限公司，陜西 榆林 719300）

目前，變頻控制系統(tǒng)在礦山機(jī)電電氣設(shè)備中的使用已取得顯著成績(jī)，變頻技術(shù)的使用在一定程度上提高了礦企的開(kāi)采效率及加工效率，而且由于減少了企業(yè)生產(chǎn)成本，為礦企帶來(lái)了巨大經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，其節(jié)能低碳的性質(zhì)既受到企業(yè)的認(rèn)可還引起政府的關(guān)注，針對(duì)整個(gè)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)均是良性的變化。為此怎樣合理使用變頻控制系統(tǒng)，就顯得尤為關(guān)鍵。

1 變頻控制系統(tǒng)在礦山開(kāi)采中的作用

作為關(guān)鍵的基礎(chǔ)性能源，礦產(chǎn)資源在社會(huì)群眾的日常工作及生活之中起到了關(guān)鍵作用，占據(jù)核心地位。但國(guó)內(nèi)礦產(chǎn)資源已出現(xiàn)過(guò)度開(kāi)采現(xiàn)象，其存儲(chǔ)量日益減少。在社會(huì)所需的能源之中，各企業(yè)對(duì)礦產(chǎn)資源的競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。根據(jù)這個(gè)現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，需要提高礦企采礦效率，以改善礦產(chǎn)資源的短缺問(wèn)題。想促使礦企在開(kāi)采過(guò)程提高效率，就必須提升采礦機(jī)械的效率。

在提高效率的基礎(chǔ)上，降低排放物污染與環(huán)保節(jié)約是十分重要的。為此礦企應(yīng)當(dāng)在采礦階段科學(xué)使用最新的、最先進(jìn)、高效的技術(shù)手段，以達(dá)到節(jié)能降耗、高效開(kāi)采的目的，變頻控制系統(tǒng)就顯現(xiàn)出了顯著優(yōu)勢(shì)。

2 變頻控制系統(tǒng)在礦山機(jī)電設(shè)備中的具體使用

2.1 在礦井提升機(jī)中的使用

礦井提升機(jī)的根本作用是在井上與井下之間安全運(yùn)送人員與物料，在井下開(kāi)采過(guò)程中起到了顯著作用。在以往的技術(shù)之中，礦井提升機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)是憑借電阻推動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，與鼓型控制器相融合，便于調(diào)節(jié)速度。但它存在一個(gè)缺點(diǎn)，即電阻消耗很多，極易引發(fā)諸多危險(xiǎn)情況，比如：散熱不好等。傳統(tǒng)控制平臺(tái)僅能處理一些有機(jī)變速之類的任務(wù)，通過(guò)把電阻加進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的途徑來(lái)完成的。這種模式存在電阻消耗很大、散熱不順等問(wèn)題。因電阻的調(diào)速范疇很小，操作的精準(zhǔn)度無(wú)法得到保障。將變頻控制系統(tǒng)用于礦井提升機(jī)內(nèi)大幅度轉(zhuǎn)變了不利情況，問(wèn)題獲得有效處理。變頻控制系統(tǒng)的使用，促使機(jī)械的保護(hù)性與系統(tǒng)性得以提升，還可以促使機(jī)械更順利的完成平滑、無(wú)極增速與降速。變頻控制系統(tǒng)在礦井提升機(jī)之中的具體運(yùn)用，具體包含如下幾點(diǎn)。

（1）操控繼電器，一些外部線路就能實(shí)現(xiàn)，繼電器的數(shù)量不斷削減，在較大限度上削減了故障問(wèn)題和空間不夠問(wèn)題的反復(fù)產(chǎn)生。

（2）在處理系統(tǒng)故障時(shí)，經(jīng)過(guò)編程器與觸摸式顯示器相融合來(lái)排查故障，促使處理流程更為便捷，能夠更好把握電機(jī)和機(jī)器故障。

（3）與編程器共同工作，把指令轉(zhuǎn)變成工作模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)電控器內(nèi)的繼電器的邏輯系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)良好管控，使電路圖和梯形圖可以自由的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)變。

2.2 在通風(fēng)機(jī)內(nèi)的使用

通風(fēng)機(jī)的重要功能室用作礦井的“呼吸”結(jié)構(gòu)，在礦井操作所要的設(shè)備之中起到了關(guān)鍵作用，而且占據(jù)著關(guān)鍵地位。主通風(fēng)機(jī)在全時(shí)段內(nèi)均會(huì)運(yùn)行，針對(duì)礦山日常開(kāi)采起到了重要作用。當(dāng)前，礦山巷道在持續(xù)延伸，掘進(jìn)采礦也在持續(xù)延展，盡管在操作環(huán)節(jié)通風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的風(fēng)量并非很大，可是井下風(fēng)施壓的連續(xù)性是不可或缺的。將變頻控制系統(tǒng)用于通風(fēng)機(jī)之中開(kāi)展工作，能夠按照巷道風(fēng)向的各種要求展開(kāi)調(diào)整，浪費(fèi)情況得到改善。此外，把變頻控制系統(tǒng)用于通風(fēng)機(jī)之中，通風(fēng)機(jī)出現(xiàn)了變化，相較于之前一直處在滿負(fù)荷狀態(tài)，設(shè)備的狀態(tài)有了顯著好轉(zhuǎn)。這樣能夠使通風(fēng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)維持一種很低的運(yùn)速，設(shè)備運(yùn)行中遭到的電氣沖擊與機(jī)械強(qiáng)度均有明顯的下降，確保通風(fēng)機(jī)的使用壽命，并不斷降低維修幾率。需要注意的是，通風(fēng)機(jī)通過(guò)變頻控制系統(tǒng)改造以后，需要令2臺(tái)設(shè)備維持相同的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，便于促使2臺(tái)設(shè)備維持相同的運(yùn)速，進(jìn)而防止因運(yùn)速不同而引起風(fēng)阻情況。

2.3 在主排水泵房離心泵中的應(yīng)用

將變頻控制技術(shù)用于礦山的給水、給液用泵內(nèi)，系統(tǒng)變頻設(shè)備就能夠靈活的管控抽水泵的正常啟停、適當(dāng)增減速，提高系統(tǒng)操控靈活度。另外能夠明顯減小產(chǎn)品的機(jī)械沖擊，延長(zhǎng)產(chǎn)品應(yīng)用年限。變頻科技的使用，可以減少機(jī)電裝備部件的磨損程度，降低了泵的空運(yùn)時(shí)間和反復(fù)啟停時(shí)能源消耗、穩(wěn)定、保障井底液位的不變，具有明顯優(yōu)勢(shì)。

其中，主排水泵操控系統(tǒng)分成就地操控與遠(yuǎn)程操控。多功能驅(qū)動(dòng)設(shè)備處在“就地”狀態(tài)，能夠基于井下泵室內(nèi)的觸摸屏和多功能驅(qū)動(dòng)設(shè)備直接對(duì)泵機(jī)的電動(dòng)球開(kāi)關(guān)、電動(dòng)閘開(kāi)關(guān)、水泵電機(jī)等實(shí)現(xiàn)本地操控。多功能驅(qū)動(dòng)設(shè)備處在“遠(yuǎn)程”狀態(tài)，能基于井上上位機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)泵機(jī)的電動(dòng)球開(kāi)關(guān)、電動(dòng)閘開(kāi)關(guān)、水泵電機(jī)等實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程單體操控與遠(yuǎn)程連鎖智能操控。

多功能驅(qū)動(dòng)設(shè)備處在“就地”狀態(tài)，泵機(jī)的電動(dòng)球開(kāi)關(guān)、電動(dòng)閘開(kāi)關(guān)、水泵電機(jī)等開(kāi)啟，通過(guò)多功能驅(qū)動(dòng)設(shè)備面板的操控按鈕開(kāi)出，在工業(yè)操控計(jì)算機(jī)面板能夠觀察當(dāng)下設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，達(dá)到裝備檢測(cè)的目的。

2.4 在皮帶機(jī)中的使用

皮帶機(jī)是井下作業(yè)的關(guān)鍵工具之一，地位能夠和提升機(jī)一樣，相較于后者，皮帶機(jī)在井下運(yùn)行時(shí)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單與噪聲低，對(duì)環(huán)境要求很低，能夠?qū)崿F(xiàn)水平運(yùn)送也能夠傾斜運(yùn)送。

皮帶機(jī)的原理是經(jīng)過(guò)液力藕合器來(lái)完成皮帶機(jī)的轉(zhuǎn)變，基于摩擦力來(lái)令皮帶運(yùn)動(dòng)，摩擦力與張力變化推動(dòng)皮帶機(jī)上物品的運(yùn)轉(zhuǎn)。皮帶機(jī)的開(kāi)啟方式更適合采用軟啟動(dòng)形式。通過(guò)大量的分析信息獲得結(jié)論，軟啟動(dòng)的普遍使用依舊會(huì)造成在電機(jī)開(kāi)啟時(shí)出現(xiàn)很大噪聲，出現(xiàn)較大電流，引起電力系統(tǒng)的電壓變化，造成皮帶機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)故障。

變頻技術(shù)在皮帶機(jī)上的使用可正面處理軟啟動(dòng)問(wèn)題，采用變頻技術(shù)，機(jī)器的啟停過(guò)程均能夠平穩(wěn)的根據(jù)原本計(jì)劃好的皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)曲線運(yùn)轉(zhuǎn)，在運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)能夠采用轉(zhuǎn)差調(diào)節(jié)與功率平衡模式實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，促使皮帶機(jī)更為穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)，得到更為可靠的性能。采用變頻系統(tǒng)的皮帶機(jī)所可以實(shí)現(xiàn)的輸出力矩，若不低于額定力矩還能夠令電機(jī)超額傳送轉(zhuǎn)矩，得到更好的再啟動(dòng)性能，在受到較大負(fù)載改變時(shí)會(huì)發(fā)揮出顯著作用。

3 結(jié)語(yǔ)

在技術(shù)的帶動(dòng)下變頻控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大面積運(yùn)用和推廣，變頻科技的使用能夠改變?cè)瓉?lái)滯后的控制平臺(tái)，有效避免因人為處理而產(chǎn)生的失誤，同時(shí)減少了開(kāi)采成本，精簡(jiǎn)了工作流程，顛覆了原來(lái)的機(jī)械操作模式。變頻控制系統(tǒng)在礦山機(jī)電設(shè)備方面的使用如今已變成衡量礦企現(xiàn)代化水平的關(guān)鍵參考因素。