高壓變頻器在煤礦機(jī)電設(shè)備中的選型與運(yùn)用

王威振

摘要：機(jī)電設(shè)備應(yīng)用于煤礦開采工作中能夠有效提高工作效率，作為重要組成部分，在開采過程中要時刻掌握和了解煤礦機(jī)電設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況。首先在選擇高壓變頻器的過程中可以結(jié)合文獻(xiàn)來提高效率和準(zhǔn)確性，這主要是參考其三大特性，包括負(fù)載方式、控制方式和功率;其次，明確變頻器的使用場景是 在輸送機(jī)或提升機(jī)中，要對其特點(diǎn)有提前充分的了解和熟悉;最后，要想實(shí)現(xiàn)設(shè)備最大效率的發(fā)揮，深度挖掘節(jié)能方法是必要的，只有點(diǎn)對點(diǎn)地應(yīng)用好性能的優(yōu)勢才能最大程度上收獲較高的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：煤礦;機(jī)電設(shè)備;高壓變頻器

1 高壓變頻器基本分析

高壓變頻器的主要原理是利用電力半導(dǎo)體自身的通斷作用來將工頻電源替換成另一種不同頻率的電能控制機(jī)關(guān)。而由于當(dāng)今社會的微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)的不斷更新發(fā)展，高壓頻率的調(diào)速設(shè)備也逐漸被廣泛使用，同時這一技術(shù)也在不斷成熟，并且被廣泛的應(yīng)用在各個領(lǐng)域，同時在近些年來通過單元串聯(lián)或者是期間串聯(lián)的方式都解決了高壓問題。而且高壓變頻也分很多種類。例如通過判斷中間部位是否是直流來確認(rèn)出直交變頻器和交交變頻器;再有就是通過判斷有無中間低壓回路，來區(qū)分出是高低高變頻器或者是高高變頻器;還可以根據(jù)直流部分的性質(zhì)，來將高壓變頻器區(qū)分為電流型和電壓型的變頻器;還可以根據(jù)鑲嵌的方式，將高壓變頻器區(qū)分為電容或者是二極管變頻器;還可以依據(jù)電壓的等級以及使用方式將高壓變頻器區(qū)分為通用變頻器和高壓變頻器。

2 高壓變頻器的合理選擇

2.1 按控制方式選型

高壓變頻器的調(diào)速控制系統(tǒng)主要分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)，其主要組成部分是通用高壓變頻器以及異步電機(jī)。而開環(huán)控制的工作方式主要是通過無速度傳感器的控制以及普通功能作為控制核心的通用高壓變頻器。而閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作方式主要是帶有PID的控制器以及速度傳感器里的矢量控制，在控制的場合中需要主要關(guān)注溫度、速度、壓力、張力以及PH值等相關(guān)參數(shù)。 而開環(huán)控制的工作方式具有著精準(zhǔn)、簡潔的主要特點(diǎn)，但是缺點(diǎn)就是其調(diào)速的精準(zhǔn)度相對較低并且動態(tài)的響應(yīng)速度較低，并且這一劣勢在低速度尤為明顯，并且其主要適合應(yīng)用在精度較低的場景中。而如果采用通用變頻器來對速度傳感器進(jìn)行控制的時候就務(wù)必需要將其安裝在異步電機(jī)上，從而形成一個閉環(huán)的控制系統(tǒng)。而此類方式則是一種不合理的調(diào)試方式，主要范圍比例是1：1000，并且還能夠通過轉(zhuǎn)矩進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，這樣對整個系統(tǒng)性能的提升也較高。

2.2 按功率選型

在選擇變頻器的主要功率的時候有以下幾點(diǎn)需要我們注重關(guān)注：①若是電動機(jī)的額定功率與電頻器相差較大，那么就務(wù)必要對程序進(jìn)行重置，如此才能讓其節(jié)能效果達(dá)到最大化提升。②對于那些工作狀態(tài)相對制動、啟動較為頻繁以及正在重新啟動并操作頻繁的電動機(jī)，就需要挑選功率較大的變頻器，這樣才對后續(xù)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有幫助。③假若電動機(jī)的額定功率分級和變頻器差異較大，那么就需要變頻器進(jìn)行功率調(diào)整，使其逐漸趨向于電動機(jī)的頻率甚至大于其功率。④在對變頻器進(jìn)行功率進(jìn)行挑選的時候，要主要考慮發(fā)動機(jī)的額定功率，主要對其運(yùn)轉(zhuǎn)時的效率十分有利。⑤假若測試之后，發(fā)現(xiàn)電動機(jī)的實(shí)際功率有些多余的話，那么就需要選擇變頻功率較小的變頻器，同時還要對電流峰值加以關(guān)注。

2.3 按負(fù)載類型選型

通常來講需要依據(jù)負(fù)載的性質(zhì)來對進(jìn)行高壓變頻器的選擇，主要是由于不同的高壓變頻器其負(fù)載轉(zhuǎn)速以及其轉(zhuǎn)矩差異較大。我們也可以根據(jù)設(shè)備的不同特性將其分為四類，分別為風(fēng)機(jī)類將轉(zhuǎn)矩負(fù)載、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、恒功率以及額定功率四種。而在一些特殊的情況下為了適應(yīng)不同的輔助還需要選擇通用變頻器，但是通常來說，如果控制好U/F的值來控制好恒定功率的負(fù)載。

3 高壓變頻器在煤礦機(jī)電設(shè)備中的運(yùn)用

高壓變頻器的煤炭領(lǐng)域的廣泛使用在一定程度上還推動了電子技術(shù)和微機(jī)技術(shù)的融合，同時機(jī)電設(shè)備在融合強(qiáng)弱電流的時候還對設(shè)備的電能消耗產(chǎn)生一定程度的影響，對其后續(xù)的節(jié)能環(huán)保和穩(wěn)定運(yùn)行有著極大的好處。 高壓變頻器的主要使用場景是礦井的提升機(jī)以及輸送機(jī)還有流體負(fù)荷類三種，并且根據(jù)具體的調(diào)研結(jié)果進(jìn)行分析和討論，對變頻器的作用更加清晰明確，有利于完成后續(xù)的目標(biāo)。

3.1 運(yùn)用于煤礦礦井提升機(jī)

高壓變頻器在礦井提升機(jī)的使用過程中，我們要根據(jù)其輸出信號的變化程度來對提升機(jī)的升級方式進(jìn)行自主可控。舉例來說，如果提升在進(jìn)行高壓運(yùn)轉(zhuǎn)的時候，變頻器就需要進(jìn)行低壓安靜狀態(tài)，與此同時還需要利用信號的記錄方式來提高高壓運(yùn)行的信號記錄方式。而且使用高壓變頻器還能夠完美的符合提升機(jī)軟啟動的需求，并且能夠?qū)ζ溥\(yùn)行速度進(jìn)行一個科學(xué)合理的調(diào)控，以此來為后續(xù)的穩(wěn)定運(yùn)行提供有力的保證。并且在此過程中還要對液壓機(jī)械制動進(jìn)行合理保留，動態(tài)的將其和高壓變頻制動器進(jìn)行組合。與此同時還要確定在提升機(jī)的運(yùn)行環(huán)境中井下和井口都要有充足的信號，能夠及時的調(diào)整變頻器的速度，有效的提升工作效率。

3.2 運(yùn)用于煤礦帶式輸送機(jī)

煤礦中的帶式輸送機(jī)是一種十分常見并且關(guān)鍵的機(jī)電設(shè)備，其在運(yùn)行的過程中需要大量的電能進(jìn)行支持，尤其是對于一些煤礦需要長距離運(yùn)輸?shù)那闆r下其消耗的電能相對更多，而且內(nèi)部制動器的負(fù)載也相對較大。因此在帶式運(yùn)輸機(jī)如果使用高壓變頻器，就能夠推動長距離運(yùn)輸?shù)能泦右约暗退倏蛰d運(yùn)行方式的實(shí)現(xiàn)，同時還對輸送機(jī)的穩(wěn)定狀態(tài)十分有利。比如在煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備就是膠帶輸送機(jī)，其液力耦合器在變頻器的拖動下進(jìn)行傳動，而交流電機(jī)就是其提供動力的主要裝置，但是由于其缺點(diǎn)就是啟動電流需要較大、傳動效率較低以及機(jī)械沖擊力較大，并且其傳送距離較長，負(fù)載相對較重、傾斜角度較大，所以也十分容易引起重載或者是啟停等問題，同時還容易發(fā)生斷帶或者跑帶的事故幾率。而合理的使用高壓變頻器將能夠提升帶式輸送機(jī)的軟啟動效率，能夠保證其穩(wěn)定運(yùn)行，消除有關(guān)的安全隱患。

結(jié)論

綜上所述，高壓變頻器這以技術(shù)的核心能力還是對變頻器的選擇使用各方面，為了保證其能夠合理運(yùn)行，并且在運(yùn)行的過程中達(dá)到比較完美的效果，就務(wù)必要清晰的了解高壓變頻器在煤礦機(jī)電設(shè)備的使用基礎(chǔ)，從而合理的進(jìn)行變頻器的選擇，從而最大程度的實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅歡.公路運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)管理改革思路[J].今日財(cái)富，2021（23）：22-25.