煤礦機電變頻控制技術(shù)與節(jié)能分析

　　摘要：我國地大物博、資源豐富，但同時也是一個能源消耗大國，所以一直以來都萬分重視煤礦行業(yè)的發(fā)展。在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中離不開各類煤礦機電設(shè)備，但煤礦機電設(shè)備普遍運行能耗大，有的生產(chǎn)效率也不高，極大的影響了煤礦綜合效益。后來，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)是一種通過對變頻電源的應(yīng)用實現(xiàn)對頻率進行轉(zhuǎn)換的過程。而我國煤礦的基數(shù)相對較多，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)在我國煤礦機電設(shè)備當(dāng)中的應(yīng)用，促進變頻控制技術(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，促進變頻器得到更廣泛地發(fā)展。本文針對變頻控制技術(shù)的實際應(yīng)用，有效改進了煤礦機電設(shè)備的基本性能，促進煤礦企業(yè)的工作效率的提升，在降低企業(yè)生產(chǎn)成本的同時，有效提升社會效益與經(jīng)濟效益。

　　煤礦論文范例：煤礦生產(chǎn)安全與瓦斯監(jiān)測

　　1煤礦機電設(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、工作強度大的特點，煤炭生產(chǎn)對機電設(shè)備依賴性較強，在煤礦生產(chǎn)過程中，提升設(shè)備是主要的機電設(shè)備之一。提升機主要發(fā)揮為生產(chǎn)的煤炭提供安全可靠的運輸以及運送煤礦工作人員的功能。我國傳統(tǒng)的煤礦提升設(shè)備主要通過在電動機的轉(zhuǎn)子內(nèi)部電路中接入金屬電阻，通過電氣控制系統(tǒng)或者接觸器等對電阻進行切斷控制，通過這種方式來實現(xiàn)對提升設(shè)備的調(diào)節(jié)和控制。

　　這種控制方式盡管較為簡單，但是在實際生產(chǎn)應(yīng)用中，存在較大弊端，主要體現(xiàn)在對電能的依賴性過強，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，由于利用電阻實現(xiàn)對提升設(shè)備的控制，限制了控制的有效范圍，提升設(shè)備運行中，速度和精度都無法得到保障，尤其在提升設(shè)備需要降速或者下行時，往往需要利用制動電源或利用低頻電源進行控制，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皮帶啟動中電流過大問題

　　我國煤礦企業(yè)進行煤礦開采過程中，皮帶機設(shè)備發(fā)揮著重要的作用，皮帶機設(shè)備的電機功率較大。皮帶機設(shè)備是通過機電設(shè)備繞組的降壓啟動實現(xiàn)頻率運轉(zhuǎn)的，運用液力耦合器帶動皮帶機運轉(zhuǎn)。皮帶機啟動時，往往會出現(xiàn)較大的電流，很容易造成電壓的波動，對電動機內(nèi)部形成巨大的機械式?jīng)_擊，在這種沖擊下，電動機會產(chǎn)生大量的熱，使電動機在短時間內(nèi)溫度升高，給電動機帶來較大的損害。另外，電動機在很短時間內(nèi)實現(xiàn)啟動，導(dǎo)致皮帶機皮帶拉力加大，加大了對膠帶的損傷。不僅如此，液力耦合器在啟動的瞬間會出現(xiàn)油溫升高情況，將會給設(shè)備帶來較大損傷，不僅帶來安全影響，也增加了煤礦企業(yè)機電設(shè)備維修和維護費用，造成生產(chǎn)效率降低，提高生產(chǎn)運營成本。

　　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)備通常需要長時間運行，在長期工作中，隨著煤礦開采進度的發(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，無法根據(jù)實際需求進行調(diào)整，給通風(fēng)設(shè)備穩(wěn)定性和可靠性帶來影響。

　　2煤礦機電變頻控制技術(shù)與節(jié)能要點

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

　　通風(fēng)機是在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中需要運用到的一類十分重要的設(shè)備，但是以往通風(fēng)機在運用中的一項難題是，通風(fēng)機本身是無法進行隨機變頻的，所以往往會浪費大量的能源，不利于節(jié)能和提效。后來，隨著煤礦機電變頻控制技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，這一難題迎刃而解。在通風(fēng)機中應(yīng)用了變頻控制技術(shù)之后，可以根據(jù)實際煤礦生產(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)機運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)機達到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)機的實際風(fēng)量遠超這個數(shù)字，該通風(fēng)機的總風(fēng)量約為2970m3/min，在運行過程中的功率約為154kW，這意味著會浪費大量無用的功率;而在該通風(fēng)機中安裝了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，其在實際生產(chǎn)作業(yè)中若想達到2100m3/min的風(fēng)量要求只需要消耗110A的電流即可，而在運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

　　在礦井提升機中，當(dāng)變頻控制技術(shù)應(yīng)用在驅(qū)動系統(tǒng)中之后，能夠有效解決諸多的不足之處，除了能夠增強設(shè)備的保護作用，還能提升設(shè)備的系統(tǒng)性，在平滑、無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，還進一步解決了空間不足的問題;③對系統(tǒng)故障進行解決的時候，經(jīng)過編程器以及觸摸顯示屏的運用，能夠為故障排查提供諸多的便利，在處理流程方面得到簡化，且可隨時了解電器以及機械故障情況。

　　2.3在皮帶機中的應(yīng)用

　　煤礦機電設(shè)備中的皮帶機的啟動過程時間短，一旦皮帶的韌性不夠，則在系統(tǒng)啟動后，會發(fā)生皮帶斷裂的問題，從而影響正常的采煤工作。另外，皮帶機在啟動后產(chǎn)生的電流較大，時間一長對電網(wǎng)有著非常不利的影響，這個過程產(chǎn)生了嚴(yán)重的安全隱患。在皮帶機中采用變頻技術(shù)，不僅可以改善其原來的運行方式，同時產(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)，可以讓傳輸皮帶機實現(xiàn)緩慢啟動，結(jié)合變頻技術(shù)改造后的皮帶機，在煤礦運輸空載少載時可以調(diào)整皮帶運輸頻率，減少能源消耗，也能使皮帶機的性能變得更加穩(wěn)定。這樣一來，機電皮帶機對能源就能做到全面的利用，基本不會浪費電機的效率;同時高壓變頻器能夠有效達到皮帶機能量回饋功能，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)濟效益，同時做到環(huán)保，符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針;設(shè)備的穩(wěn)定運行也減少了損壞的概率，讓企業(yè)節(jié)省維修費用。

　　2.4變頻控制技術(shù)應(yīng)用于井下水泵

　　在整個礦井中，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)的運用，可以對設(shè)備進行改造與升級，依據(jù)礦井的排水量，合理調(diào)整電機的運轉(zhuǎn)功率，以及運轉(zhuǎn)速度，進而滿足礦井的實際排水需求，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。

　　結(jié)束語

　　綜上所述，在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中離不開對各類煤礦機電設(shè)備的應(yīng)用，但是傳統(tǒng)的煤礦機電設(shè)備大多運行能耗較大，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)用了煤礦機電變頻控制技術(shù)后，煤礦機電設(shè)備運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)用煤礦機電變頻控制技術(shù)來實現(xiàn)節(jié)能目的。

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　　作者：周建東

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