楊歡

摘 要：煤炭資源在我國(guó)各領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，經(jīng)煤礦企業(yè)在日常階段大力開采與生產(chǎn)，能保證煤炭資源使用量的充足性，應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)手段與配套設(shè)施，增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全性、可靠性，其中就包括電力電子技術(shù)，改變傳統(tǒng)化生產(chǎn)方式，推動(dòng)我國(guó)煤礦企業(yè)向智能化、機(jī)械化方向發(fā)展，并把電力電子技術(shù)貫穿到煤礦企業(yè)中，能為煤炭資源地質(zhì)勘察、開采、生產(chǎn)等提供有利條件，幫助煤礦企業(yè)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：煤礦企業(yè);電力電子技術(shù);煤礦生產(chǎn)

引言：

煤炭資源生產(chǎn)階段所消耗的成本較大，電能功耗比例較高，在新時(shí)代發(fā)展背景下，我國(guó)科技水平不斷提升，電力電子技術(shù)成為重要產(chǎn)物，在煤礦企業(yè)中增大應(yīng)用力度，在各項(xiàng)工作環(huán)節(jié)中均能提供有利條件，可減少煤炭資源生產(chǎn)階段的人員數(shù)量，此方面的投資成本有效降低，并增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全性，選擇機(jī)械設(shè)備與技術(shù)手段創(chuàng)新新型的生產(chǎn)模式，節(jié)約能源的同時(shí)，還能符合現(xiàn)代化煤礦企業(yè)發(fā)展要求。

一、電力電子技術(shù)內(nèi)涵分析

電力電子技術(shù)，屬于一種新興學(xué)科，集電子學(xué)、電工原理、自動(dòng)控制于一體的技術(shù)，在現(xiàn)代化煤礦企業(yè)內(nèi)部發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。所選擇的電力電子器件基本材料，是以半導(dǎo)體材料為主，依據(jù)單晶硅理論基礎(chǔ)，在煤炭資源生產(chǎn)工藝技術(shù)、工藝質(zhì)量等提升方面均產(chǎn)生巨大影響。

在近代新型電力電子器件中，微電子學(xué)技術(shù)也被廣泛應(yīng)用，新興技術(shù)手段在應(yīng)用時(shí)是以“電子學(xué)理論”為基礎(chǔ)，根據(jù)器件特點(diǎn)、使用需求、電能轉(zhuǎn)換等研發(fā)電能“轉(zhuǎn)”電路，具備信息處理、內(nèi)容顯示、安全保護(hù)、繼電接觸等條件，在電路分析中就能進(jìn)行差異性探究，構(gòu)建多種用途的整機(jī)，也就是目前的電力電子裝置，有相應(yīng)的配套設(shè)施，在煤炭資源生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大作用[1]。

二、電力電子技術(shù)在現(xiàn)代化煤礦企業(yè)中的應(yīng)用

（一）變頻器控制帶式輸送機(jī)

電力電子技術(shù)應(yīng)用十分廣泛。礦山開采也不例外，例如煤礦井下經(jīng)常用到的軟啟動(dòng)裝置和變頻器就是電力的子技術(shù)的重要產(chǎn)物，電力電子器件是它們的核心部件。就拿變頻器控制的膠帶機(jī)與全電壓直接啟動(dòng)帶式輸送機(jī)對(duì)比分析，變頻器拖動(dòng)帶式輸送機(jī)啟動(dòng)、停機(jī)程序得到合理優(yōu)化，主要是設(shè)置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，采用S形曲線啟動(dòng)，增強(qiáng)膠帶機(jī)啟動(dòng)平穩(wěn)性。同時(shí)，在啟動(dòng)過(guò)程中啟動(dòng)電流小，降低了對(duì)供電干線電壓影響程度，不會(huì)對(duì)其他并聯(lián)用電設(shè)備運(yùn)行造成影響;變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)僅從電網(wǎng)吸取功率，就能滿足生產(chǎn)需求，可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)節(jié)變頻膠帶機(jī)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而改變帶速;節(jié)能效果突出，是因機(jī)械調(diào)速方式改變，主要由變頻調(diào)速裝置輔助，在變轉(zhuǎn)矩應(yīng)用場(chǎng)合下，可節(jié)約15%-20%或更多能源;直接啟動(dòng)定速電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，如果供電設(shè)備短路整定偏小而在膠帶機(jī)啟動(dòng)電流的沖擊下短路保護(hù)可能會(huì)跳閘而無(wú)法啟動(dòng)，如果將供電設(shè)備的短路整定調(diào)整到大于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流時(shí)，當(dāng)供電線路末端發(fā)生短路時(shí)產(chǎn)生的最小兩相短路電流可能小于短路整定值而無(wú)法起到短路保護(hù)作用，造成事故。因變頻器控制的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流小解決決了這一供電難題;如果采用閉環(huán)力矩控制，使用1024脈沖與閉環(huán)力矩控制技術(shù)，可精準(zhǔn)獲取每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性、速度精度。再加上變頻膠帶機(jī)啟動(dòng)時(shí)皮帶速度由慢到快平滑提速，減小對(duì)機(jī)械部件的沖擊，降低安全事故發(fā)生率。

（二）電力資源控制

工作要點(diǎn)放在采掘機(jī)械中的電力電子技術(shù)合理應(yīng)用方面，分析煤炭資源生產(chǎn)中重要的機(jī)械設(shè)備也包括采煤機(jī)械、掘進(jìn)機(jī)械等，均屬于大型裝置，在實(shí)踐階段發(fā)揮著重要作用。雖然此類設(shè)備能滿足煤炭資源生產(chǎn)需求，但在實(shí)踐階段所消耗的電力資源較大，使項(xiàng)目投資成本增大，無(wú)法保證煤炭資源生產(chǎn)較大的經(jīng)濟(jì)效益[2]。

經(jīng)電力電子技術(shù)的有效應(yīng)用，提升現(xiàn)代化煤礦企業(yè)技術(shù)水平與研發(fā)能力，主要是對(duì)電牽引采煤機(jī)的電機(jī)功能進(jìn)行改善，展現(xiàn)出其獨(dú)特的啟動(dòng)方式，增強(qiáng)電機(jī)自身性能、安全性等，符合現(xiàn)代化煤礦企業(yè)使用要求，并在設(shè)備投入方面無(wú)需消耗更高成本，整體技術(shù)水平也會(huì)顯著提升。

（三）變頻電機(jī)性能強(qiáng)化

電機(jī)耗能在煤炭資源生產(chǎn)階段所占比例較大，尤其是在各類大型設(shè)備使用過(guò)程中，隨著電耗量的持續(xù)增加，電機(jī)呈現(xiàn)感性負(fù)載狀態(tài)，影響設(shè)備功率因數(shù)，為設(shè)備節(jié)能研發(fā)與創(chuàng)新提供有利條件。同時(shí)。在變頻電機(jī)節(jié)能改進(jìn)階段，還需注意電控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性，分析系統(tǒng)中各轉(zhuǎn)子連接也會(huì)消耗部分電能，所連接的電阻加速，增大設(shè)備維修難度與工作量。

針對(duì)此情況，也可應(yīng)用到電力電子技術(shù)，只需優(yōu)化變頻電機(jī)的風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)、強(qiáng)化功能等，就可提升設(shè)備運(yùn)行效率，降低投資成本與維修工作量，設(shè)備技術(shù)水平顯著提高，在此方面降低能耗，并為現(xiàn)代化煤礦企業(yè)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

（四）連采設(shè)備技術(shù)應(yīng)用

依然是考慮電力電子技術(shù)在現(xiàn)代化煤礦企業(yè)中的應(yīng)用成效，分析煤炭資源開采難度與生產(chǎn)條件，經(jīng)多項(xiàng)技術(shù)手段應(yīng)用，能在機(jī)械設(shè)備性能、功能等方面不斷創(chuàng)新，能在優(yōu)化中滿足煤礦生產(chǎn)要求。其中就包括連采工作面中的電力電子技術(shù)及電力電子器件應(yīng)用[3]。

首先，久益連采機(jī)的牽引電動(dòng)機(jī)用的是變頻調(diào)速，為交—直—交電壓型變頻器，整流和逆變都使用IGBT模塊來(lái)完成。

其次，久益直流牽引梭車，行走使用直流電機(jī)，用三相橋式全控整流電路來(lái)調(diào)速，通過(guò)改變加在晶閘管門極觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻，即改變觸發(fā)角的大小來(lái)改三相全控橋整流電路直流輸出電壓平均值從而改變電機(jī)的電壓來(lái)改變直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，這樣就起到了改變梭車行走速度的目的了。

最后，DBT488鏟車行走牽引直流電動(dòng)機(jī)用的是直流降壓斬波電路來(lái)調(diào)速，通過(guò)調(diào)節(jié)導(dǎo)通占空比來(lái)調(diào)整供給串勵(lì)直流電機(jī)的電壓，從而改變直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使用的開關(guān)元件為IGBT模塊。

三、煤礦電力電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

與其他發(fā)達(dá)國(guó)家項(xiàng)比較，我國(guó)在煤礦電力電子技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用方面起步較晚，雖然在技術(shù)水平方面會(huì)與發(fā)達(dá)國(guó)家有一定差距，但也有巨大的創(chuàng)新空間，在思維理念、技術(shù)手段、研發(fā)等方面不受限制，主體核心放在研發(fā)具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤礦開采技術(shù)、配套設(shè)施等方面。再加上計(jì)算機(jī)設(shè)備專家機(jī)制創(chuàng)建，強(qiáng)化設(shè)備性能，結(jié)合工作內(nèi)容及使用需求，可在設(shè)備中增設(shè)通訊功能，便于對(duì)煤炭開采及生產(chǎn)工作進(jìn)行綜合化、自動(dòng)化的管控，最大化地滿足現(xiàn)代化煤礦企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展需求。尤其是在井下作業(yè)時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)前能借助新技術(shù)、新設(shè)備開展勘察工作，并把勘察工作所獲取的信息數(shù)據(jù)及時(shí)回傳與記錄，經(jīng)其他部門獲取信息數(shù)據(jù)后詳細(xì)分析，既能對(duì)井下作業(yè)情況及實(shí)際條件全面掌握，又能降低井下作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，為作業(yè)方案、安全管控措施等編制均提供有利條件，并把煤礦機(jī)器人設(shè)定為煤礦機(jī)電一體化技的研究重點(diǎn)。

從電力電子技術(shù)自身特點(diǎn)方面探究，其有較強(qiáng)的適應(yīng)性、較高安全性，在實(shí)踐應(yīng)用中能最大化地滿足作業(yè)需求，提升現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)質(zhì)量與效率，均能突出此項(xiàng)技術(shù)獨(dú)有的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，使其在現(xiàn)代化煤礦企業(yè)中廣泛應(yīng)用，成為煤炭資源生產(chǎn)中必不可少的基礎(chǔ)條件，降低人員工作強(qiáng)度的同時(shí)，還能顯著提升煤炭資源生產(chǎn)能力、技術(shù)水平，保證煤炭資源生產(chǎn)項(xiàng)目巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益[4]。

例如：某現(xiàn)代化煤礦企業(yè)就對(duì)此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用引起重視，并對(duì)此方面的人才加大培訓(xùn)與管理力度，在礦井照明裝置中應(yīng)用電力電子技術(shù)，開發(fā)低成本、性能先進(jìn)、可靠性突出的電子整流器;或者是高頻逆變式鎮(zhèn)流器，均關(guān)系到煤炭資源生產(chǎn)設(shè)備節(jié)能效果，推動(dòng)現(xiàn)代化煤礦企業(yè)持續(xù)發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)：

基于新時(shí)代背景下，現(xiàn)代化煤礦企業(yè)在電力電子技術(shù)應(yīng)用方面引起重視，依據(jù)自身發(fā)展現(xiàn)狀及煤炭資源生產(chǎn)效益全面分析，借助先進(jìn)的技術(shù)手段改造輸送機(jī)、控制電力資源、強(qiáng)化變頻電機(jī)性能、提升采掘設(shè)備技術(shù)水平等，在實(shí)踐中對(duì)常規(guī)問(wèn)題持續(xù)分析，能編制完善的管理制度與措施，滿足井下作業(yè)需求，保證社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益最大化。在此基礎(chǔ)上，還能增強(qiáng)現(xiàn)代化煤礦企業(yè)綜合能力，具備較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)與能力，善于自主研發(fā)與創(chuàng)新，在各項(xiàng)技術(shù)手段正確應(yīng)用下，穩(wěn)定企業(yè)在行業(yè)中的發(fā)展地位。

參考文獻(xiàn)：

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