趙　晨（平頂山天安煤業(yè)股份有限公司十一礦,河南　平頂山　467000）

論變頻調(diào)控技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

趙晨
（平頂山天安煤業(yè)股份有限公司十一礦,河南平頂山467000）

摘要：自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到了飛速的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異。先進(jìn)的變頻調(diào)控技術(shù)在我國(guó)的煤礦行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)不僅將煤礦公司惡劣的生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行了改善，還將煤礦公司的生產(chǎn)效率進(jìn)行了提升。本文對(duì)變頻調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用原理進(jìn)行了介紹，同時(shí)詳細(xì)的對(duì)變頻調(diào)控技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用情況進(jìn)行了闡述，希望對(duì)變頻調(diào)控技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用起到一定的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)控技術(shù)；煤礦機(jī)電設(shè)備；應(yīng)用

0　前言

隨著我國(guó)科技的飛躍發(fā)展，變頻調(diào)控技術(shù)作為一項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。該技術(shù)對(duì)煤礦生產(chǎn)環(huán)境的改善，生產(chǎn)效率的提升以及環(huán)境保護(hù)方面有著非常大的幫助?？梢哉f(shuō)將變頻調(diào)控技術(shù)應(yīng)用于煤礦機(jī)電設(shè)備中對(duì)我國(guó)煤礦行業(yè)來(lái)說(shuō)非常的重要。變頻調(diào)控技術(shù)基于多種基礎(chǔ)技術(shù)的融合產(chǎn)生的，該技術(shù)雖然由這些技術(shù)衍生出來(lái)，然而在技術(shù)高低方面，相比于這些基本技術(shù)而言又略高。所以，本文探討了變頻調(diào)控技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用情況。

1　變頻調(diào)控技術(shù)應(yīng)用的原理

計(jì)算機(jī)技術(shù)、大功率輸出技術(shù)以及電子技術(shù)等的綜合應(yīng)用就是變頻調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用原理。該技術(shù)隨著我國(guó)科技的飛躍發(fā)展慢慢得到完善。對(duì)于變頻調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用原理來(lái)說(shuō)，并不能只關(guān)注調(diào)控技術(shù)，畢竟電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)技術(shù)與微機(jī)技術(shù)也存在于變頻調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用原理之中，該技術(shù)融合了不同技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，所以只談?wù)撜{(diào)控技術(shù)是非常片面的。變頻調(diào)控技術(shù)由于融合了不同技術(shù)的特點(diǎn)使得變頻調(diào)控技術(shù)的機(jī)電一體化得以成形。因此，機(jī)電一體化的綜合應(yīng)用實(shí)例可以借用變頻調(diào)控技術(shù)。

2　變頻調(diào)控技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

煤礦行業(yè)的傳統(tǒng)性非常強(qiáng)，大量落后的采煤設(shè)備依舊在煤礦開(kāi)采中被廣泛的應(yīng)用，然而這些設(shè)備已經(jīng)無(wú)法跟上時(shí)代的步伐，對(duì)于社會(huì)的發(fā)展需求無(wú)法做到滿足，所以更新煤礦行業(yè)的機(jī)械技術(shù)勢(shì)在必行。本文對(duì)于煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用情況的介紹從井下絞車(chē)、主通風(fēng)機(jī)、皮帶機(jī)以及礦井提升機(jī)這四個(gè)方面出發(fā)。

2.1在煤礦礦井絞車(chē)中變頻調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用

保護(hù)系統(tǒng)和電控系統(tǒng)存在于在煤礦礦井絞車(chē)中變頻調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用之中，改進(jìn)變頻調(diào)控技術(shù)就需要對(duì)660V與50Hz的輸出電源做到保證。主要是這種情況下，-10%到10%是電壓允許的波動(dòng)范圍，-2.5%到2.5%是電壓允許的頻率波動(dòng)范圍，而且對(duì)于功能的提升還有別的數(shù)據(jù)的變化和自動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)幫助。這些數(shù)據(jù)的變化對(duì)于100%情況下絞車(chē)的定轉(zhuǎn)矩可以做到保證，同時(shí)還保護(hù)著過(guò)流、過(guò)壓、以及斷相等。

2.2在煤礦主通風(fēng)設(shè)備中變頻調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用

2.2.1主通風(fēng)設(shè)備的重要性

在煤礦行業(yè)所使用的設(shè)備中，主通風(fēng)設(shè)備作為呼吸系統(tǒng)為煤礦提供空氣，其所占的地位非常的重要。如果有問(wèn)題出現(xiàn)在主通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行之中就會(huì)影響這個(gè)作業(yè)的流程，所以對(duì)于變頻調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，主通風(fēng)設(shè)備才是最應(yīng)該先下手的。主通風(fēng)設(shè)備作用于煤礦行業(yè)礦井作業(yè)之中，每天必須不停的運(yùn)轉(zhuǎn)，該設(shè)備與人的呼吸系統(tǒng)很像，主通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)要一直跟隨著煤礦采礦作業(yè)，該設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況決定于采礦作業(yè)的開(kāi)始和停止，由此可以看出煤礦行業(yè)非常依賴主通風(fēng)設(shè)備的作用。然而，煤礦開(kāi)采的深入與挖掘延伸了煤礦的巷道，在這種情況下即使不改變風(fēng)量，煤礦礦井下面也要不停的加強(qiáng)所需風(fēng)的壓力，這就需要提升主通風(fēng)機(jī)械的功率。因而，需要對(duì)不同型號(hào)的主通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行存儲(chǔ)，這是因?yàn)樵诓煌碾A段，主通風(fēng)機(jī)械所應(yīng)用的型號(hào)也不一樣，這就使得總成本有所增加。如果不同的功率要求可以由一臺(tái)主通風(fēng)機(jī)械進(jìn)行滿足，這就可以降低整體的成本，也會(huì)降低耗能。

2.1.2在煤礦主通風(fēng)設(shè)備中變頻調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用

在電耗方面，將變頻調(diào)控技術(shù)應(yīng)用到煤礦中的主通風(fēng)設(shè)備之中就會(huì)有所降低，而且還能夠有效地滿足不同的風(fēng)量需求。運(yùn)用變頻控制技術(shù)改造主通風(fēng)機(jī)設(shè)備，不僅使得主通風(fēng)設(shè)備的變頻軟啟動(dòng)得以實(shí)現(xiàn)，還能對(duì)電流啟動(dòng)的不必要沖擊做到避免，從而對(duì)電網(wǎng)也做到了保護(hù)，電流啟動(dòng)產(chǎn)生的沖擊也能因此消除掉。而且這種技術(shù)的應(yīng)用還可以對(duì)該設(shè)備的啟動(dòng)和停止做到隨意的轉(zhuǎn)換。

煤礦的主通風(fēng)機(jī)械在運(yùn)行的過(guò)程之中，大部分時(shí)間都處于比較低的運(yùn)行速度，這就會(huì)對(duì)電氣的沖擊壓力和主通風(fēng)機(jī)械的作業(yè)強(qiáng)度進(jìn)行有效地降低，主通風(fēng)機(jī)械的使用壽命也就會(huì)得到延長(zhǎng)。而且變頻調(diào)控技術(shù)對(duì)該設(shè)備的改造不僅將很多沒(méi)必要的沖擊做到了避免，還會(huì)使維修的成本和次數(shù)得到降低。如果將旋風(fēng)機(jī)應(yīng)用到煤礦之中，旋風(fēng)機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中進(jìn)行變頻調(diào)控需要兩臺(tái)旋風(fēng)機(jī)保持差不多的頻率，目的就是為了對(duì)機(jī)械的轉(zhuǎn)速一致性進(jìn)行保證，從而對(duì)因不一致的轉(zhuǎn)速造成的不必要風(fēng)阻的形成進(jìn)行避免。通過(guò)對(duì)變頻調(diào)控技術(shù)對(duì)主煤礦主井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控（如下圖所示），從而達(dá)到通風(fēng)的要求。

2.3在煤礦皮帶機(jī)中變頻調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用

與提升機(jī)的工作原理相比，皮帶機(jī)的工作原理大致一樣。在進(jìn)行井下作業(yè)的過(guò)程之中，皮帶機(jī)的功率比提升機(jī)小，這是二者工作原理最大的不同點(diǎn)。由轉(zhuǎn)子繞組的降壓來(lái)啟動(dòng)繞線點(diǎn)擊是皮帶機(jī)的啟動(dòng)方式，在工頻運(yùn)行以后，由液力耦合器的切換轉(zhuǎn)到皮帶機(jī)是皮帶機(jī)的運(yùn)行方式。在我們國(guó)家很多煤礦對(duì)于皮帶機(jī)的軟啟動(dòng)，一般都是由液力耦合器來(lái)幫助的，皮帶機(jī)的啟動(dòng)在這種情況下需要對(duì)液力耦合器的整體效率進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整為0作為整體的機(jī)械效率，目的就是為了空載啟動(dòng)電機(jī)。

但是轉(zhuǎn)子串接電阻雖然能夠?qū)?dòng)過(guò)程中的轉(zhuǎn)矩和降壓空載進(jìn)行完善，在啟動(dòng)電機(jī)的過(guò)程之中還有有著很大的電流，這就會(huì)使得電壓和電網(wǎng)出現(xiàn)的變動(dòng)很劇烈，電氣機(jī)械內(nèi)部的不必要沖擊和發(fā)熱等現(xiàn)象甚至?xí)霈F(xiàn)在其中。而且，在啟動(dòng)的過(guò)程中，液力耦合器的使用會(huì)議一昂地啟動(dòng)的時(shí)間，加大加載的合力，皮帶的老化和斷裂就會(huì)出現(xiàn)在煤礦作業(yè)過(guò)程之中，所以要提高對(duì)皮帶的要求，同時(shí)，作業(yè)時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)加大皮帶機(jī)的內(nèi)部溫度以及很大的功率波動(dòng)等現(xiàn)象。

以下我們對(duì)煤礦皮帶機(jī)中變頻調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用做了介紹，變頻調(diào)控技術(shù)對(duì)于皮帶機(jī)的改造將會(huì)使機(jī)械的軟啟動(dòng)和軟停運(yùn)得以實(shí)現(xiàn)，還能夠穩(wěn)定煤礦中機(jī)械的整體作業(yè)性能。由變頻調(diào)控技術(shù)調(diào)控整個(gè)系統(tǒng)以后會(huì)使功率達(dá)到90%以上的功率因數(shù)，很多無(wú)功功率也就被消除掉了，而且變頻調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)提升系統(tǒng)整體的總輸送功率，相比于液力耦合器的總驅(qū)動(dòng)功率，有著10%左右的提升。皮帶機(jī)被改造以后還會(huì)使得系統(tǒng)依據(jù)不同的情況調(diào)控不同負(fù)荷工況下的系統(tǒng)，這個(gè)過(guò)程中最主要的就是對(duì)輸入和輸出的頻率變動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種改造不僅使原有的電動(dòng)機(jī)恒速運(yùn)轉(zhuǎn)模式被改變，還會(huì)對(duì)電能的消耗進(jìn)行降低。

2.4在煤礦提升機(jī)中變頻調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用

輸送工作人員和相應(yīng)物料是煤礦公司礦井提升機(jī)的關(guān)鍵作用，對(duì)于煤礦公司來(lái)說(shuō)，該設(shè)備非常的最重要。更新調(diào)控煤礦提升機(jī)，在轉(zhuǎn)子電路中，用電動(dòng)機(jī)與相關(guān)的金屬電子相連接，隨后用控制器阻斷電阻，從而使調(diào)速的目的等已實(shí)現(xiàn)，對(duì)于煤礦提升機(jī)來(lái)說(shuō)，這是傳統(tǒng)的更新調(diào)控方法，其控制裝置不僅會(huì)提升電阻的能耗，其中產(chǎn)生的熱量也無(wú)法有效地散發(fā)出來(lái)。調(diào)速電子裝置包含在有機(jī)調(diào)速之中，只有很小的調(diào)速范圍，而且在精度方面也非常的低，最關(guān)鍵的就是有著非常差的安全性能，在減速的過(guò)程之中需要投切制動(dòng)的電流，這樣也非常容易損害設(shè)備，降低設(shè)備的使用壽命，同時(shí)還會(huì)使得消耗的電耗大增。在提升機(jī)中應(yīng)用變頻調(diào)控技術(shù)可以將不必要的電耗進(jìn)行降低，還會(huì)在精度方面和安全性能方面有所提升，最關(guān)鍵的就是對(duì)原先電阻調(diào)控中出現(xiàn)的問(wèn)題從根源上解決掉，無(wú)極狀態(tài)下的平穩(wěn)調(diào)速也將由此得以實(shí)現(xiàn)，真?zhèn)€系統(tǒng)的安全性能也會(huì)由此得到提升，不必要的電能消耗也會(huì)得到消除，維修成本也會(huì)因此得到縮減。

3　結(jié)語(yǔ)

飛躍發(fā)展的科學(xué)技術(shù)使得變頻調(diào)控技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。變頻調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用不僅對(duì)煤炭行業(yè)的整體環(huán)境做到了改善，提高了煤炭行業(yè)的工作效率，更是在一定程度上對(duì)煤炭行業(yè)生產(chǎn)成本的降低起到了很大的幫助，在這個(gè)過(guò)程中還能夠節(jié)約能源。我們有理由相信變頻調(diào)控技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用將會(huì)使得我國(guó)煤炭行業(yè)的發(fā)展變得更加的光明。

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