變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備當中的運用

張斌

摘要：現(xiàn)代的煤礦開采工作中，需要大量的機械設(shè)備應(yīng)用，而現(xiàn)代設(shè)備需要大量的電力支持，為了更好的利用電力，減少消耗，一方面迎合我國可持續(xù)發(fā)展理念，另外一方面也對于經(jīng)濟效益有所幫助。煤礦行業(yè)為了更好的幫助自身得到發(fā)展，更加需要對變頻技術(shù)有所認識，合理的應(yīng)用該項技術(shù)，幫助自身得到更好的進步。

關(guān)鍵詞：變頻技術(shù);煤礦機電設(shè)備運用

隨著煤礦企業(yè)的不斷發(fā)展，在生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大的同時，機電設(shè)備在煤礦企業(yè)中的應(yīng)用也開始變得廣泛，因此為了促進煤炭企業(yè)地發(fā)展，就需要在傳統(tǒng)機電設(shè)備的基礎(chǔ)上應(yīng)用變頻技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的升級轉(zhuǎn)型，提升企業(yè)發(fā)展動力。

1變頻技術(shù)的主要定義

一般來說，變頻技術(shù)主要是針對電流頻率的技術(shù)進行改變，而變頻器就是一種針對變頻技術(shù)進行實現(xiàn)的控制裝置。而一般的變頻器構(gòu)成都比較復(fù)雜，主要包括鍵盤、電腦控制主板以及電容等等器件。通過合理的結(jié)合，可以使得變頻器逐步改變電流頻率。而從前所應(yīng)用的電氣設(shè)備中，對于電流頻率是無法實現(xiàn)改變的，在相關(guān)設(shè)備運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)速也無法實現(xiàn)改變，這就使得設(shè)備壽命不斷減少，電能也得到了浪費，而通過變頻技術(shù)可以對于以上的問題進行有效的解決。原因在于可以針對設(shè)備實現(xiàn)運轉(zhuǎn)速度的轉(zhuǎn)變，可以根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)需求實現(xiàn)設(shè)備的合理調(diào)節(jié)，逐步實現(xiàn)電氣設(shè)備整體技術(shù)含量的提升。

2煤礦機電設(shè)備中變頻技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1變頻技術(shù)在提升機中的應(yīng)用

要想提升開采工作的效率，就需要不斷優(yōu)化提升機的整體性能。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的提升機主要借助于轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速來調(diào)節(jié)速度，結(jié)合轉(zhuǎn)子串接電阻值和機械閘的操作，來控制速度，滿足相關(guān)要求。但是，這種方式需要耗費大量的電力，且很容易磨損閘瓦，操作人員很容易出現(xiàn)問題，不容易保證其安全性和可靠性。同時，這種調(diào)速方式屬于有級調(diào)速，會有較強的機械沖擊發(fā)生于加速或者減速過程中，這樣就影響到系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，同時，維修工作量也會大大增加，提升機使用壽命遭到縮短。而變頻調(diào)速則不需要操作制動閘，只需要對電機定子電源頻率進行改變，就可以有效控制速度。因為有正相關(guān)關(guān)系存在于電機功率和電源頻率之間，那么對電源頻率進行改變，不僅可以控制速度，電能資源也可以得到有效節(jié)約，根據(jù)測試表明，節(jié)約幅度可以超過35%。此外，變頻調(diào)速技術(shù)的運用，還可以連續(xù)改變頻率，無級調(diào)速得到實現(xiàn)，最小頻率狀況下，也可以輸出最大轉(zhuǎn)矩，這樣就最大限度減少了慣性帶來的電氣與機械沖擊，使系統(tǒng)整體運行平穩(wěn)。

2.2變頻技術(shù)在皮帶機中的應(yīng)用

皮帶機在煤礦生產(chǎn)中通過電機產(chǎn)生動力牽動皮帶運轉(zhuǎn)，將皮帶上礦料以皮帶運輸。皮帶運轉(zhuǎn)依靠滾筒、皮帶摩擦力，在皮帶機啟動時需要足夠的電流才能使皮帶運轉(zhuǎn)，因此在啟動過程中會占用很大功率，不利于降低能源消耗目標的實現(xiàn)。國內(nèi)大部分的煤礦皮帶機以液力耦合器實現(xiàn)皮帶機軟啟動。因為啟動時會產(chǎn)生較大的電機電流，導(dǎo)致電路電壓不穩(wěn)定，很容易損壞皮帶。此外，因為會有大量熱量產(chǎn)生于耦合器工作過程中，這樣就顯著提升了機器內(nèi)部的油溫，機械磨損遭到加劇，威脅機器設(shè)備使用安全。通過將變頻技術(shù)運用到皮帶機中，設(shè)備軟啟動功能得到實現(xiàn)，可以促使設(shè)備更加穩(wěn)定的運行和起停。相對傳統(tǒng)的耦合器來說，大大提高了能源的利用效率，有效地減少了能源的消耗。與此同時，還大大節(jié)約了設(shè)備維護修理的費用，能夠切實保障煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2.3變頻技術(shù)在水泵中的應(yīng)用

水流量對于煤礦的正常開采，也會產(chǎn)生較大的作用，過去往往通過調(diào)節(jié)水泵的閥門，來實現(xiàn)水流量調(diào)節(jié)的目的。但這種模式容易對水泵電機工作的持續(xù)性和穩(wěn)定性造成影響，很容易導(dǎo)致各類故障問題的出現(xiàn)。那么，就需要積極運用變頻技術(shù)。實踐表明，通過變頻技術(shù)的運用，排水量不變情況下，可以顯著降低水泵的電機功率和電流。借助于變頻技術(shù)能夠?qū)λ闷鹜Ｗ杂煽刂?，結(jié)合工作需求，來對電機轉(zhuǎn)速科學(xué)控制，這樣水泵的空轉(zhuǎn)時長就得到了有效減少，設(shè)備起停次數(shù)減少，能源資源得到有效節(jié)約。同時，還可以有效降低水泵電機設(shè)備的損壞，顯著提升其耐久度，水泵維護次數(shù)和成本得到降低，延長了水泵電機設(shè)備的使用壽命。

2.4變頻技術(shù)在風(fēng)機設(shè)備中的應(yīng)用

在變頻調(diào)節(jié)下，風(fēng)機有更為顯著的節(jié)能效果，工作人員只需要對電機轉(zhuǎn)速進行調(diào)整，就可以實現(xiàn)性能曲線改變的目的;工藝要求不僅可以得到滿足，還可以促使風(fēng)機時刻保持高效運行的狀態(tài)，顯著降低了風(fēng)機運行的功率。在煤礦開采作業(yè)中，通風(fēng)機起著舉足輕重的作用，能夠為井下作業(yè)的人員提供充足的氧氣，保證煤礦開采人員的安全。因為煤礦開采作業(yè)的工作量比較大，作業(yè)人員需要長時間的待在井下作業(yè)，因襲通風(fēng)系統(tǒng)要一直運轉(zhuǎn)，并隨著開采深度的不斷增大而不斷增大。通風(fēng)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)速度越快，其消耗的能量就會越多。且通風(fēng)機在啟動的過程中同樣需要耗費大量的電流，對電網(wǎng)設(shè)備造成摩擦和損壞，而通過變頻技術(shù)的使用，則可以有效控制通風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，促使電能消耗得到減少，同時通風(fēng)軟啟動功能得到實現(xiàn)，促使風(fēng)機的使用壽命得到有效延長。

2.5變頻節(jié)能技術(shù)在采煤機中的應(yīng)用

在煤礦生產(chǎn)過程中，如果采煤機無法正常運行，將會直接終止煤礦生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)。因為采煤機要在十分惡劣的環(huán)境下運行，因此選擇的設(shè)備就需要具備優(yōu)越性能和良好質(zhì)量。近些年來，雖然有效增強了采煤機的整體功能，但卻更容易出現(xiàn)各類故障，影響到企業(yè)生產(chǎn)的安全性。而通過運用變頻技術(shù)，則可以有效解決這個問題?，F(xiàn)階段，采煤機已經(jīng)開始運用交流傳動和控制技術(shù)，采煤機牽引力也由交流電替代了以前的液壓，同時開始大范圍的運用變頻器，這樣顯著提升了啟動扭矩。研究發(fā)現(xiàn)，一般有一拖一和一拖二兩種牽引拖動模式，一拖一系統(tǒng)運用較為廣泛，我國經(jīng)過不斷的革新發(fā)展，目前能量回饋型四象限運行的交流變頻調(diào)速技術(shù)日趨成熟。實踐表明，通過運用變頻調(diào)速技術(shù)，傳統(tǒng)采煤機的各項問題得到了有效解決，在大傾角工作面作業(yè)時，能夠?qū)Σ擅簷C的制動力矩有效調(diào)整，且不需要改變牽引力，安全事故的發(fā)生幾率得到了有效的降低。

2.6變頻技術(shù)在機電設(shè)備膠帶輸送機中的具體應(yīng)用

膠帶輸送機的特點主要有高電壓以及大功率，在煤炭運輸過程中有著不可替代的重要作用。針對膠帶輸送機的重要性，在工作過程中就會要求設(shè)備性能的先進性，從而實現(xiàn)煤炭運輸工作的順利開展。而在以往的運輸過程中，膠帶輸送機空載以及輕載的情況時有發(fā)生，造成電能的大量耗費，資源浪費現(xiàn)象比較嚴重。除此以外，在一部分的皮帶輸送機中，液力耦合器是經(jīng)常使用的軟啟動裝置，這種裝置的弊端就是電機失控狀況會比較常見，輸送機設(shè)備會增加損壞的程度。而通過應(yīng)用變頻技術(shù)，膠帶輸送機可以有效地解決以上這些問題，一些煤炭企業(yè)通過在實際工作生產(chǎn)中結(jié)合四象限變頻調(diào)速技術(shù)，得到了明顯的效果，技術(shù)的應(yīng)用增加了輸送機的保護作用，電機失控問題得以控制，故障發(fā)生的數(shù)量以及概率都有所降低，設(shè)備的使用壽命也得以增加。此外，還可以逐步提升輸送機的運行效率，減少設(shè)備運行過程中對于電能的損耗，具有令人滿意的節(jié)能效果。

結(jié)語

變頻技術(shù)是高新技術(shù)的產(chǎn)物，它的誕生極大地方便了對交流電動機的調(diào)速控制，在我國工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)有了比較大規(guī)模的應(yīng)用，但是在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用還稍顯不足。很多煤礦機電設(shè)備都有頻繁的啟停環(huán)節(jié)，而且有很多設(shè)備都有調(diào)速要求。變頻技術(shù)的引入可以很好地解決這些問題，不僅給企業(yè)節(jié)省了很多的電能消耗，還使設(shè)備運行得更加平穩(wěn)，大大延長了設(shè)備的使用壽命。

參考文獻

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