莊奎斌

摘要：隨著煤礦生產(chǎn)行業(yè)對(duì)于生產(chǎn)成本的要求越來(lái)越高，特別是針對(duì)煤礦企業(yè)機(jī)械用電節(jié)能的要求不斷提高，煤礦企業(yè)對(duì)于變頻技術(shù)的需求也不斷的增加。本文重點(diǎn)論述變頻技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，從而更好的為煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)服務(wù)。

關(guān)鍵詞：煤礦井下；變頻節(jié)能技術(shù)

1概述

煤礦企業(yè)需要在井下進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)環(huán)境較為惡劣，對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備的要求較高，其中尤其是傳動(dòng)設(shè)備，對(duì)于傳動(dòng)設(shè)備來(lái)說(shuō)直接影響著煤礦井下的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，對(duì)于如何保障良好的傳動(dòng)系統(tǒng)是一直以來(lái)的研究方向，對(duì)于煤礦的生產(chǎn)有著很大的影響，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，在傳動(dòng)系統(tǒng)加入了變頻技術(shù)，變頻技術(shù)的應(yīng)用滿足了異步電動(dòng)機(jī)的多樣性，并且具有可操作性和成本較低等優(yōu)勢(shì)，為煤礦企業(yè)的生產(chǎn)帶來(lái)了發(fā)展。

煤礦井下工作的環(huán)境較為惡劣并且具有多變性，井下設(shè)施容易受到生產(chǎn)具體條件的影響，在這種環(huán)境下設(shè)備的選擇有一定的要求，需要電氣設(shè)備具有體積小、重量輕的特點(diǎn)，另外由于生產(chǎn)的要求和環(huán)節(jié)問(wèn)題對(duì)于大型設(shè)備的傳動(dòng)調(diào)速要求也不一樣，如何保障煤礦安全生產(chǎn)，必須提高設(shè)備的傳輸條件和要求，提高工作效率，從而更好的保障煤礦的井下生產(chǎn)，變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用能夠完成對(duì)加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)等方面的控制，對(duì)于不同的生產(chǎn)設(shè)備都能有效的使用，目前來(lái)說(shuō)多采用PID控制器和PLC控制器配套使用，很好的解決了傳動(dòng)設(shè)備調(diào)速的問(wèn)題，對(duì)于煤礦的生產(chǎn)起到了有效的促進(jìn)和發(fā)展，提高了生產(chǎn)效率和安全。

2 變頻節(jié)能技術(shù)的基本原理和發(fā)展

變頻技術(shù)主要指通過(guò)改變交流電頻率的方式，達(dá)到對(duì)設(shè)備的控制自動(dòng)化，是現(xiàn)代化無(wú)附加轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速方式。使用變頻技術(shù)，可通過(guò)機(jī)電設(shè)備負(fù)載段變化值，在系統(tǒng)前段設(shè)定設(shè)備的參數(shù)值，改變?cè)O(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，以期提高機(jī)電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

由于煤礦井下的環(huán)境比較特殊，瓦斯、煤塵等作為主要易燃易爆物質(zhì)，具有一定的危險(xiǎn)性，變頻節(jié)能技術(shù)并沒(méi)有輕易在井下環(huán)境中應(yīng)用。隨著科技發(fā)展，變頻節(jié)能技術(shù)逐漸被應(yīng)用于機(jī)電設(shè)備中。采用了變頻節(jié)能技術(shù)的設(shè)備，可以使得設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率大大提高，在很大程度上節(jié)約了電能，同時(shí)還節(jié)省了用于設(shè)備維護(hù)的支出，提高了礦業(yè)公司的經(jīng)濟(jì)效益。所以，變頻節(jié)能技術(shù)能夠顯著改善煤礦機(jī)電設(shè)備的性能。

3 變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用

3.1 變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用主要設(shè)備就是使用PID控制器和可編程控制器（PLC）控制技術(shù)來(lái)進(jìn)行有效的控制，其中能夠?qū)λ俣鹊募訙p、正反向等實(shí)現(xiàn)控制，并且由于井下環(huán)境的復(fù)雜，如何適應(yīng)煤礦的壓風(fēng)、排水、煤礦提升等要求，就需要對(duì)變頻調(diào)速提出更高的要求，設(shè)備技術(shù)更為復(fù)雜，本文不做贅述，以下以壓風(fēng)機(jī)為基本示例進(jìn)行相關(guān)研究，壓風(fēng)機(jī)中對(duì)變頻技術(shù)的有效應(yīng)用就從一方面表明了變頻調(diào)速技術(shù)的經(jīng)濟(jì)成本低和操作優(yōu)越性。

通常情況下來(lái)說(shuō)壓力風(fēng)機(jī)的操作是黨罐內(nèi)壓力達(dá)到預(yù)定值之后壓力調(diào)節(jié)器就會(huì)作用，從而處于閑置狀態(tài)，對(duì)儲(chǔ)罐壓力進(jìn)行不斷的降低，降低到一定程度之后機(jī)器恢復(fù)原來(lái)的工作狀態(tài)，但是在具體的工程工作中，空氣壓縮機(jī)很難達(dá)到理想的空氣壓力，并且在輸出過(guò)程中壓力會(huì)有較大程度的波動(dòng)，對(duì)氣動(dòng)工具造成影響，直接耽誤了工程的效率，通過(guò)變頻技術(shù)的加入之后能夠?qū)諝鈮嚎s機(jī)的氣壓輸出有所保障，基本保持在正常的工作水平，對(duì)于煤炭開(kāi)采的工作效率有了很大程度的提高，相較于傳統(tǒng)的PID控制方法，能夠?qū)z測(cè)信號(hào)直接反饋，從而控制變量，根據(jù)兩者之間的對(duì)比差異不斷調(diào)整從而進(jìn)行有效的控制，具體來(lái)說(shuō)就是當(dāng)儲(chǔ)氣罐壓力超出預(yù)定值時(shí)，就要對(duì)壓縮空氣同氣倉(cāng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到平衡狀態(tài)，相反，如儲(chǔ)氣罐壓力低于目標(biāo)，應(yīng)調(diào)節(jié)儲(chǔ)氣罐壓力同目標(biāo)壓力近視平衡?？偟膩?lái)說(shuō)就是在風(fēng)機(jī)運(yùn)行中加入變頻調(diào)速技術(shù)之后，能夠有效的保持空氣壓縮機(jī)的恒定生產(chǎn)，保證空氣壓縮機(jī)的輸出壓力處在恒定的狀態(tài)，促進(jìn)了生產(chǎn)的高效安全的進(jìn)行。

3.2 變頻技術(shù)在通風(fēng)機(jī)中的有效應(yīng)用在煤礦開(kāi)采作業(yè)中，通風(fēng)機(jī)中具有十分重要的作用。通常被稱為煤礦開(kāi)采工程的呼吸系統(tǒng)。在煤礦井下作業(yè)的過(guò)程中，通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，要保持通風(fēng)系統(tǒng)的一直運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，隨著煤礦企業(yè)開(kāi)采作業(yè)中的開(kāi)采深度的增加，通風(fēng)機(jī)需要的功率也要不斷增加。所以，對(duì)通風(fēng)機(jī)的技能要求也在不斷增加，而且通風(fēng)機(jī)在啟動(dòng)的過(guò)程中存在很大的問(wèn)題，其中電流過(guò)大容易導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備損害，對(duì)電網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生摩擦和損耗，在通風(fēng)機(jī)中應(yīng)用變頻技術(shù)，不僅能對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)有效的控制，最重要的是能實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，達(dá)到通風(fēng)機(jī)軟啟動(dòng)的效果，進(jìn)一步延長(zhǎng)通風(fēng)機(jī)的使用周期。

3.3 在煤礦空氣壓縮機(jī)上的有效應(yīng)用。在煤礦空氣壓縮機(jī)上應(yīng)用變頻技術(shù)也取得了很好的工作效果，通常來(lái)說(shuō)在煤礦風(fēng)動(dòng)電機(jī)的應(yīng)用中空氣壓縮機(jī)是主要的動(dòng)力來(lái)源，通過(guò)交流電機(jī)的帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)能夠持續(xù)處在工作狀態(tài)，空氣壓縮機(jī)的主要工作狀態(tài)就是通過(guò)上下兩點(diǎn)進(jìn)行有效的控制，也就是說(shuō)交流電機(jī)持續(xù)處在工頻運(yùn)行的環(huán)境下，一旦空壓機(jī)氣缸壓力達(dá)到預(yù)設(shè)壓力值就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉空壓機(jī)氣閥，這時(shí)候就不再有壓縮氣體的產(chǎn)生，電動(dòng)機(jī)處在空載狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)的空載狀態(tài)就會(huì)造成壓力的不斷下降，壓力下降到一定程度時(shí)候接近預(yù)設(shè)值時(shí)候，空壓機(jī)氣閥會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，從而繼續(xù)產(chǎn)生壓縮空氣，這時(shí)候電動(dòng)機(jī)重新運(yùn)行處于負(fù)載狀態(tài)，由于在煤礦的具體生產(chǎn)過(guò)程中，實(shí)際用氣量和產(chǎn)氣量很難達(dá)到平衡，這就會(huì)使空壓機(jī)頻繁的空載和負(fù)載，這種頻繁的變化對(duì)于電網(wǎng)以及電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，這就對(duì)變頻技術(shù)提出了新的要求，變頻技術(shù)具有很多方面的優(yōu)勢(shì)，其中包括控制精度較高、容易上手、維護(hù)工作簡(jiǎn)單等，變頻技術(shù)的應(yīng)用能夠在負(fù)載變化過(guò)程中不用進(jìn)行改動(dòng)，針對(duì)具體的井下工程來(lái)說(shuō)要對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整，變頻器驅(qū)動(dòng)方式，從根本上改變了傳統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)加載與卸載供氣控制方式，通過(guò)調(diào)整電機(jī)用氣量的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)控，以確保供氣壓力自身的恒定性，使壓縮機(jī)的啟停次數(shù)減少。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展中變頻調(diào)速技術(shù)也發(fā)展迅速，廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，在煤礦的開(kāi)采中也是一樣，變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于煤礦生產(chǎn)來(lái)說(shuō)很大程度的提高了工作效率，降低了工作強(qiáng)度，并且對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)和價(jià)值的促進(jìn)也有所促進(jìn)，隨著變頻技術(shù)的不斷發(fā)展，在將來(lái)將會(huì)更好的適用于煤礦的生產(chǎn)工作中。

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