煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用分析

蔡卓華

摘 要：煤礦開(kāi)采過(guò)程中機(jī)電設(shè)備數(shù)量較多、功能性廣泛，為提高機(jī)電設(shè)備性能采用變頻節(jié)能技術(shù)具有重要意義。文章通過(guò)對(duì)變頻技術(shù)工作原理進(jìn)行分析，探討該技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電;機(jī)電設(shè)備;變頻節(jié)能;節(jié)能技術(shù)

引言

在煤礦資源需求在不斷增加背景下，對(duì)煤礦開(kāi)采的效率和質(zhì)量也需要不斷提升，同時(shí)也要注意對(duì)煤礦開(kāi)采成本降低，對(duì)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力提升。在實(shí)際挖掘煤礦時(shí)，對(duì)變頻技術(shù)進(jìn)行有效的應(yīng)用有重要的作用和意義。在實(shí)際的挖掘煤礦時(shí)，相關(guān)的工作人員要注意對(duì)存在問(wèn)題的部分采取有效的措施。

1 變頻技術(shù)的工作原理

變頻技術(shù)顧名思義，就是通過(guò)一定技術(shù)使得機(jī)器在工作時(shí)，可以根據(jù)工作環(huán)境以及機(jī)器工作強(qiáng)度等影響因素，適當(dāng)自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)器的運(yùn)行狀況及其耗能情況。由此可見(jiàn)，變頻技術(shù)主要包括兩類的主要功能——變頻和節(jié)能。以上兩項(xiàng)主要功能也是帶動(dòng)變頻技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)生活中具有廣泛應(yīng)用的主要?jiǎng)恿?。從變頻的功能來(lái)看，在煤礦開(kāi)采行業(yè)中，由于工作環(huán)境比較復(fù)雜，因此在使用機(jī)器時(shí)往往會(huì)根據(jù)開(kāi)采地形以及礦井等對(duì)機(jī)器進(jìn)行控制，甚至經(jīng)常會(huì)緊急制動(dòng)。這樣的操作不僅影響工作人員的工作進(jìn)度，而且長(zhǎng)期進(jìn)行此類操作，對(duì)機(jī)器的損傷極大。將變頻技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)電設(shè)備中，可以更加靈活簡(jiǎn)便地對(duì)機(jī)器設(shè)備進(jìn)行工作調(diào)整，這樣不僅不會(huì)影響機(jī)器的正常使用，還能有效提升工作人員的工作效率。從節(jié)能功能的角度來(lái)看，開(kāi)采煤礦中使用的各種機(jī)器在使用變頻技術(shù)前，其調(diào)節(jié)方式是僅將機(jī)器工作中斷調(diào)節(jié)工作狀態(tài)，這樣只能簡(jiǎn)單地調(diào)節(jié)機(jī)器的工作輸出量，卻不能相應(yīng)的節(jié)省電能的使用情況。因此，這會(huì)造成大量的電能損耗，導(dǎo)致資金成本浪費(fèi)。應(yīng)用變頻技術(shù)后，可以通過(guò)變頻技術(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)電能的輸出量，從而改變機(jī)器的工作狀態(tài)，這樣可以切斷電能浪費(fèi)的根本，有效提升電能使用率。變頻技術(shù)的主要工作原理是通過(guò)線路中交直流電的更換實(shí)現(xiàn)電流頻率的變化，但是，變頻技術(shù)中的電流頻率變化并不會(huì)引發(fā)電能的變化。在機(jī)器工作過(guò)程中，電流頻率的變化以及交直流電的相互轉(zhuǎn)化會(huì)極大地減少電能的浪費(fèi)，將變化的電流輸送到機(jī)器中以支撐機(jī)器工作，可以有效節(jié)省機(jī)器工作中浪費(fèi)的但能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

2 煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

2.1在皮帶傳輸機(jī)上的應(yīng)用

皮帶傳輸機(jī)是在煤炭生產(chǎn)過(guò)程中的重要組成部分，重要作用是對(duì)井下煤炭起到傳輸運(yùn)輸?shù)淖饔?。在傳統(tǒng)的皮帶傳輸機(jī)應(yīng)用中，皮帶機(jī)使用液力耦合器實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)模式。但在長(zhǎng)時(shí)間使用后容易產(chǎn)生皮帶老化、斷裂的呢過(guò)問(wèn)題。在皮帶傳輸機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，會(huì)受到煤炭向下的重力、皮帶之間的摩擦力和垂直皮帶的彈力，在眾多力相互作用下將井下煤炭向上是運(yùn)輸。隨著皮帶傳輸機(jī)械設(shè)備的更新?lián)Q代，變頻技術(shù)引入到皮帶傳輸機(jī)上，使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后電流得到很好的控制不斷減少電流的波動(dòng)，有效穩(wěn)定皮帶傳輸機(jī)的性能。讓運(yùn)輸功率更為平均，有效解決機(jī)電內(nèi)沖擊和機(jī)械發(fā)熱的情況，提升皮帶傳輸機(jī)傳遞工作的平穩(wěn)、安全開(kāi)展。

2.2在通風(fēng)機(jī)中的運(yùn)用

由于煤礦開(kāi)采環(huán)境較為惡劣，發(fā)生故障的幾率較大，通風(fēng)機(jī)成為了煤礦安全生產(chǎn)中必不可少的基礎(chǔ)設(shè)備。煤礦生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，必須要保證礦井下處于良好的通風(fēng)狀態(tài)，才能保證采礦人員的健康與安全。通風(fēng)需要大量的電能做支撐，隨著煤礦開(kāi)采量的日益增加，開(kāi)采人員必須要到礦井更深的地方進(jìn)行開(kāi)采任務(wù)，這就增加了礦井下通風(fēng)的難度。通風(fēng)機(jī)起動(dòng)電流必須不斷增大，通風(fēng)機(jī)功率不斷增加，通風(fēng)機(jī)設(shè)備耗能越來(lái)越高。但是在通風(fēng)機(jī)中應(yīng)用變頻技術(shù)則能夠進(jìn)行軟啟動(dòng)，根據(jù)礦井的具體通風(fēng)量來(lái)設(shè)置電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行頻率，不但能夠滿足礦井實(shí)際通風(fēng)需要，還滿足了通風(fēng)機(jī)的功率需要，同時(shí)降低電能消耗，增加通風(fēng)機(jī)的使用年限。

2.3在采煤機(jī)中的應(yīng)用

采煤機(jī)是煤礦開(kāi)采工作中必須使用的重要機(jī)器之一，開(kāi)采人員使用的開(kāi)采工具，因此采煤機(jī)通常需要最惡劣的工作環(huán)境下工作。由于礦井中的照明條件以及通風(fēng)狀況不夠良好，因此在采煤機(jī)工作時(shí)容易出現(xiàn)機(jī)器受潮等故障，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)由于導(dǎo)線的漏電造成火災(zāi)爆炸等，這樣的故障嚴(yán)重威脅著一線開(kāi)采人員的生命安全。為解決這樣的事故，減少采煤機(jī)發(fā)生故障的概率，有效保障礦井匯總煤礦開(kāi)采人員的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全，要將變頻技術(shù)應(yīng)用到采煤機(jī)中。與傳統(tǒng)采煤機(jī)相比，同一時(shí)間內(nèi)變頻采煤機(jī)能夠挖掘更多煤礦，其開(kāi)采質(zhì)量也得到很大程度的提升。另外，變頻技術(shù)下的采煤機(jī)，減少了由于電流控制不當(dāng)造成的安全事故以及機(jī)器故障，能保障人們的生命安全，減少維修機(jī)器使用的資金成本。

2.4在空氣壓縮機(jī)上的應(yīng)用

煤礦中會(huì)使用一部分風(fēng)動(dòng)機(jī)電設(shè)備，空氣壓縮機(jī)便是為風(fēng)動(dòng)機(jī)電設(shè)備提供動(dòng)力，可見(jiàn)空氣壓縮機(jī)在煤礦生產(chǎn)中有著不可替代的作用，空氣壓縮機(jī)的性能直接決定了風(fēng)動(dòng)設(shè)備的性能?？諝鈮嚎s機(jī)的常規(guī)控制方式為兩點(diǎn)模式，當(dāng)空氣壓縮機(jī)的氣缸壓力接近設(shè)定壓力時(shí)，空氣壓縮機(jī)的氣閥便會(huì)關(guān)閉，此時(shí)不產(chǎn)生壓縮空氣，對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)工況為空載狀態(tài)。當(dāng)氣缸壓力低于設(shè)定壓力時(shí)，情況則剛好相反。此種控制模式存在一定的問(wèn)題，進(jìn)氣量和產(chǎn)氣量很難控制，進(jìn)而導(dǎo)致其出現(xiàn)頻繁的加載、卸載問(wèn)題，存在著損壞電網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)。在空氣壓縮機(jī)中應(yīng)用變頻技術(shù)，便可以控制空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制進(jìn)氣量和出氣量，解決頻繁出現(xiàn)的加載、卸載問(wèn)題，提高壓縮機(jī)的使用性能，延長(zhǎng)使用壽命。

2.5在提升機(jī)上的應(yīng)用

提升機(jī)是對(duì)井下廢料、礦石及開(kāi)采設(shè)備的提升和運(yùn)輸。由于井下系統(tǒng)的地質(zhì)、地形復(fù)雜。及工作運(yùn)行速度的加快，提升機(jī)在運(yùn)輸不同物件時(shí)隨著傳輸要求電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)采取相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。因此，為了保障提升機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、可靠運(yùn)行，變頻節(jié)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)交流電傳動(dòng)系統(tǒng)在提升系統(tǒng)要求下按照一定速度調(diào)節(jié)，通過(guò)PLC控制系統(tǒng)對(duì)高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制功能。使提升機(jī)對(duì)于位置和速度得以精準(zhǔn)控制，保障運(yùn)送系統(tǒng)不受外界干擾平穩(wěn)安全提升。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，作為一種新型技術(shù)，變頻技術(shù)在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中發(fā)揮著獨(dú)特的作用，能夠避免資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)，且與不同機(jī)械設(shè)備應(yīng)用都具有一定的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用的范圍也定將越來(lái)越寬。在變頻技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)下，促進(jìn)煤礦開(kāi)采的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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