煤礦機(jī)電變頻控制技術(shù)與節(jié)能分析

　　摘要：我國(guó)地大物博、資源豐富，但同時(shí)也是一個(gè)能源消耗大國(guó)，所以一直以來(lái)都萬(wàn)分重視煤礦行業(yè)的發(fā)展。在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中離不開各類煤礦機(jī)電設(shè)備，但煤礦機(jī)電設(shè)備普遍運(yùn)行能耗大，有的生產(chǎn)效率也不高，極大的影響了煤礦綜合效益。后來(lái)，人們?yōu)榱私鉀Q這一問題，將變頻控制技術(shù)應(yīng)用到了煤礦機(jī)電設(shè)備中，從而既有效降低了煤礦生產(chǎn)能耗，又大大提高了煤礦綜合效益。

　　關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電;變頻控制技術(shù);節(jié)能

　　引言

　　變頻控制技術(shù)是一種通過對(duì)變頻電源的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換的過程。而我國(guó)煤礦的基數(shù)相對(duì)較多，所采用的變頻器的數(shù)量也在不斷提升。在一定程度上，有效提升了變頻控制技術(shù)在我國(guó)煤礦機(jī)電設(shè)備當(dāng)中的應(yīng)用，促進(jìn)變頻控制技術(shù)得到一定程度上的發(fā)展。當(dāng)前情況下，在信息化技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展的狀態(tài)下，促進(jìn)變頻器得到更廣泛地發(fā)展。本文針對(duì)變頻控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，有效改進(jìn)了煤礦機(jī)電設(shè)備的基本性能，促進(jìn)煤礦企業(yè)的工作效率的提升，在降低企業(yè)生產(chǎn)成本的同時(shí)，有效提升社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

　　煤礦論文范例：煤礦生產(chǎn)安全與瓦斯監(jiān)測(cè)

　　1煤礦機(jī)電設(shè)備存在的問題

　　1.1提升設(shè)備存在的問題

　　煤礦企業(yè)具有環(huán)境復(fù)雜、工作量大、工作強(qiáng)度大的特點(diǎn)，煤炭生產(chǎn)對(duì)機(jī)電設(shè)備依賴性較強(qiáng)，在煤礦生產(chǎn)過程中，提升設(shè)備是主要的機(jī)電設(shè)備之一。提升機(jī)主要發(fā)揮為生產(chǎn)的煤炭提供安全可靠的運(yùn)輸以及運(yùn)送煤礦工作人員的功能。我國(guó)傳統(tǒng)的煤礦提升設(shè)備主要通過在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部電路中接入金屬電阻，通過電氣控制系統(tǒng)或者接觸器等對(duì)電阻進(jìn)行切斷控制，通過這種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)提升設(shè)備的調(diào)節(jié)和控制。

　　這種控制方式盡管較為簡(jiǎn)單，但是在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，存在較大弊端，主要體現(xiàn)在對(duì)電能的依賴性過強(qiáng)，電能消耗過大;此外，這種控制方式散熱性能也不理想，容易由于熱量提升造成其他意外情況發(fā)生;同時(shí)，由于利用電阻實(shí)現(xiàn)對(duì)提升設(shè)備的控制，限制了控制的有效范圍，提升設(shè)備運(yùn)行中，速度和精度都無(wú)法得到保障，尤其在提升設(shè)備需要降速或者下行時(shí)，往往需要利用制動(dòng)電源或利用低頻電源進(jìn)行控制，這提高了設(shè)備損毀的概率，降低了提升設(shè)備工作效率。

　　1.2皮帶啟動(dòng)中電流過大問題

　　我國(guó)煤礦企業(yè)進(jìn)行煤礦開采過程中，皮帶機(jī)設(shè)備發(fā)揮著重要的作用，皮帶機(jī)設(shè)備的電機(jī)功率較大。皮帶機(jī)設(shè)備是通過機(jī)電設(shè)備繞組的降壓?jiǎn)��?dòng)實(shí)現(xiàn)頻率運(yùn)轉(zhuǎn)的，運(yùn)用液力耦合器帶動(dòng)皮帶機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。皮帶機(jī)啟動(dòng)時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)較大的電流，很容易造成電壓的波動(dòng)，對(duì)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部形成巨大的機(jī)械式?jīng)_擊，在這種沖擊下，電動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生大量的熱，使電動(dòng)機(jī)在短時(shí)間內(nèi)溫度升高，給電動(dòng)機(jī)帶來(lái)較大的損害。另外，電動(dòng)機(jī)在很短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)，導(dǎo)致皮帶機(jī)皮帶拉力加大，加大了對(duì)膠帶的損傷。不僅如此，液力耦合器在啟動(dòng)的瞬間會(huì)出現(xiàn)油溫升高情況，將會(huì)給設(shè)備帶來(lái)較大損傷，不僅帶來(lái)安全影響，也增加了煤礦企業(yè)機(jī)電設(shè)備維修和維護(hù)費(fèi)用，造成生產(chǎn)效率降低，提高生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本。

　　1.3通風(fēng)設(shè)備存在的問題

　　煤礦企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境較為復(fù)雜，工作環(huán)境中常常有大量的煙塵和有害氣體，通風(fēng)設(shè)備是煤礦企業(yè)機(jī)電設(shè)備中重要組成部分。煤礦企業(yè)通風(fēng)設(shè)備通常需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，在長(zhǎng)期工作中，隨著煤礦開采進(jìn)度的發(fā)展，礦井下的風(fēng)壓也將發(fā)生變化，需要不斷加大通風(fēng)設(shè)備的功率，這樣才能確保良好的通風(fēng)效果，傳統(tǒng)的通風(fēng)設(shè)備在速度調(diào)整方面存在很大不足，無(wú)法根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整，給通風(fēng)設(shè)備穩(wěn)定性和可靠性帶來(lái)影響。

　　2煤礦機(jī)電變頻控制技術(shù)與節(jié)能要點(diǎn)

　　2.1通風(fēng)機(jī)中的變頻控制技術(shù)與節(jié)能應(yīng)用

　　通風(fēng)機(jī)是在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中需要運(yùn)用到的一類十分重要的設(shè)備，但是以往通風(fēng)機(jī)在運(yùn)用中的一項(xiàng)難題是，通風(fēng)機(jī)本身是無(wú)法進(jìn)行隨機(jī)變頻的，所以往往會(huì)浪費(fèi)大量的能源，不利于節(jié)能和提效。后來(lái)，隨著煤礦機(jī)電變頻控制技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，這一難題迎刃而解。在通風(fēng)機(jī)中應(yīng)用了變頻控制技術(shù)之后，可以根據(jù)實(shí)際煤礦生產(chǎn)需要而靈活調(diào)節(jié)其的電頻頻率，從而有效降低通風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中的能源消耗，并提升其作業(yè)效率。

　　以某煤礦的生產(chǎn)作業(yè)為例：某煤礦在生產(chǎn)作業(yè)中需要通風(fēng)機(jī)達(dá)到2100m3/min的風(fēng)量要求即可，但是其所應(yīng)用的BDK40-6-No7型通風(fēng)機(jī)的實(shí)際風(fēng)量遠(yuǎn)超這個(gè)數(shù)字，該通風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量約為2970m3/min，在運(yùn)行過程中的功率約為154kW，這意味著會(huì)浪費(fèi)大量無(wú)用的功率;而在該通風(fēng)機(jī)中安裝了2000kW的變頻調(diào)速器，并將變頻輸出頻率設(shè)置為39Hz、輸入電壓設(shè)置為400V之后，其在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中若想達(dá)到2100m3/min的風(fēng)量要求只需要消耗110A的電流即可，而在運(yùn)行過程中的功率僅約75kW，與在使用變頻控制技術(shù)之前相比約可節(jié)約43%左右的電能。

　　2.2變頻控制技術(shù)應(yīng)用于礦井提升機(jī)

　　在礦井提升機(jī)中，當(dāng)變頻控制技術(shù)應(yīng)用在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中之后，能夠有效解決諸多的不足之處，除了能夠增強(qiáng)設(shè)備的保護(hù)作用，還能提升設(shè)備的系統(tǒng)性，在平滑、無(wú)極變速等方面也得到了顯著改善。在應(yīng)用方面，主要體現(xiàn)在以下方面。①與編程器的結(jié)合。在電控系統(tǒng)中，經(jīng)過指令變換，可以充分控制繼電器，在此基礎(chǔ)上，可以將梯形圖以及電路圖進(jìn)行靈活轉(zhuǎn)換;②在繼電器控制方面。不需較多的外部線路，不僅繼電器的應(yīng)用數(shù)量顯著減少，在故障方面也得到了有效改善，還進(jìn)一步解決了空間不足的問題;③對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行解決的時(shí)候，經(jīng)過編程器以及觸摸顯示屏的運(yùn)用，能夠?yàn)楣收吓挪樘峁┲T多的便利，在處理流程方面得到簡(jiǎn)化，且可隨時(shí)了解電器以及機(jī)械故障情況。

　　2.3在皮帶機(jī)中的應(yīng)用

　　煤礦機(jī)電設(shè)備中的皮帶機(jī)的啟動(dòng)過程時(shí)間短，一旦皮帶的韌性不夠，則在系統(tǒng)啟動(dòng)后，會(huì)發(fā)生皮帶斷裂的問題，從而影響正常的采煤工作。另外，皮帶機(jī)在啟動(dòng)后產(chǎn)生的電流較大，時(shí)間一長(zhǎng)對(duì)電網(wǎng)有著非常不利的影響，這個(gè)過程產(chǎn)生了嚴(yán)重的安全隱患。在皮帶機(jī)中采用變頻技術(shù)，不僅可以改善其原來(lái)的運(yùn)行方式，同時(shí)產(chǎn)生的電流也有了大幅下降，保障了作業(yè)人員的人身安全。

　　這里我們使用變頻技術(shù)，可以讓傳輸皮帶機(jī)實(shí)現(xiàn)緩慢啟動(dòng)，結(jié)合變頻技術(shù)改造后的皮帶機(jī)，在煤礦運(yùn)輸空載少載時(shí)可以調(diào)整皮帶運(yùn)輸頻率，減少能源消耗，也能使皮帶機(jī)的性能變得更加穩(wěn)定。這樣一來(lái)，機(jī)電皮帶機(jī)對(duì)能源就能做到全面的利用，基本不會(huì)浪費(fèi)電機(jī)的效率;同時(shí)高壓變頻器能夠有效達(dá)到皮帶機(jī)能量回饋功能，更加徹底地節(jié)約了資源，讓煤礦開挖為企業(yè)創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)做到環(huán)保，符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針;設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行也減少了損壞的概率，讓企業(yè)節(jié)省維修費(fèi)用。

　　2.4變頻控制技術(shù)應(yīng)用于井下水泵

　　在整個(gè)礦井中，井下水泵主要是起到排水的作用。在建井以及生產(chǎn)的過程中，由于富水區(qū)域的不同，以及季節(jié)的不同，在涌水量方面也會(huì)存在一定的差異性，可見，應(yīng)該根據(jù)具體的出水情況，定期調(diào)整井下水泵的排水作業(yè)，正確認(rèn)識(shí)水泵類型和涌水量之間的關(guān)系。在水泵中，經(jīng)過變頻調(diào)節(jié)控制技術(shù)的運(yùn)用，可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造與升級(jí)，依據(jù)礦井的排水量，合理調(diào)整電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)功率，以及運(yùn)轉(zhuǎn)速度，進(jìn)而滿足礦井的實(shí)際排水需求，不僅能耗得到了有效降低，設(shè)備的工作期限也得到了有效延長(zhǎng)。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　綜上所述，在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中離不開對(duì)各類煤礦機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用，但是傳統(tǒng)的煤礦機(jī)電設(shè)備大多運(yùn)行能耗較大，從而導(dǎo)致了煤礦生產(chǎn)整體能耗較大。但是，自從出現(xiàn)并應(yīng)用了煤礦機(jī)電變頻控制技術(shù)后，煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行能耗得到了大大降低，過去的一些問題皆得到了有效解決，因此在未來(lái)煤礦行業(yè)的發(fā)展中，應(yīng)當(dāng)要繼續(xù)積極應(yīng)用煤礦機(jī)電變頻控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。

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　　作者：周建東

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