礦山機電設備變頻技術研究

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摘要：隨著科學技術的快速發展，變頻控制技術的發展也日新月異。它不僅有著在轉速和功率調節等方面上的優勢，還有效降低大型機電設備的功耗，減少機械損耗，延長設備使用壽命，被廣泛的應用在一些機電設備中。以礦山機電設備中的變頻控制技術為切入點，對變頻控制技術的原理進行闡述，簡要分析了當前礦山機電設備中應用的變頻控制技術。

關鍵詞：礦山機電設備；變頻控制技術；節能

在倡導節能環保發展理念的新形勢下，變頻技術本身有著節能、高效、污染少等特點，在機電設備中被廣泛的應用。在進行礦山資源開采的過程中，所需要的通風、人員物料輸送、氣壓調節等操作系統都是通過一定的機電設備才能夠完成的。將變頻控制技術應用在礦山機電設備中去，能夠更加方便的將機電設備的使用速度和效率進行轉換，并且能夠對于能源消耗進行很好的控制，節省能源。不難發現，變頻控制技術是礦山機電設備未來技術發展新方向。

1變頻控制技術的原理分析

變頻控制技術在總體上可以分為電機傳動技術、電子技術和微機技術。這三點內容在技術上進行配合，達到控制變頻的目的。在技術上來看，變頻控制技術都是需要經過交流變頻調速處理技術來對電壓進行轉換的，把工頻的交流電壓轉變為直流電流。在逆變器的幫助和協調之下，把直流的電壓轉換為能夠調節電流頻率和電壓的交流電壓，讓其為交流電機進行供電。電機成為了一種能夠讓電壓和電流都能夠依靠其進行調速的工作電源，最終能夠達到無附加損耗，進而穩定調速的目的，是一種無附加損耗的有效調速方式。變頻控制技術的應用，能夠利用電機所承受的負荷出現的變化，將調速處理到平穩的狀態，并且能夠自動的進行同步，進而讓當前的機電設備能夠大大的提高工作效率。目前，節能減排已經成為了工業發展的趨勢。在變頻控制的設備上裝置一定的智能控制模塊，能夠在一定程度上提高調速系統的自動化的程度，達到形成一個集合計算機系統、集成電路系統和數字處理器等綜合一體的控制模塊的目的。在一定程度上豐富了變頻控制器的使用范圍，并且能夠在變頻控制設備中增加一定的參數識別的能力，進而將變頻器的適用范圍擴大，提高工作效率。

2礦山機電設備中的變頻控制技術分析

變頻控制技術本身對工業生產等有著很重要的作用，不僅能夠提高工作效率，還能夠降低能耗，節能減排。在礦山機電設備中，變頻控制技術的應用日趨廣泛。具體表現在以下幾個方面。

2．1變頻控制技術在傳送以及升降設備中的應用

在礦山作業中，機電設備是必不可少的，而機電設備中有超過一半的機器都是用來對礦石、原料、工人以及其他設備等進行傳送或者是升降的。所以，傳送以及升降設備是礦山產業中必不可少的組成部分。在傳統手段中，對升降機進行調速的控制，主要是利用電動機轉子電路中進行金屬電阻的嵌入，通過鼓形控制器或接觸器對電阻進行切斷，實現調速的目的。但是在實際應用中，電阻消耗的能源大，并且會產生很高的熱量，體現出機電設備散熱性比較差。再加上對電阻調速的范圍是有限的，精確度不高，在進行升降活動減速運行的時候，容易對設備造成損毀，且消耗大量的電能，造成浪費。變頻技術應用在礦山設備中的升降機電路中，就能夠更加方便快速的實現升降機的變速效果，并且調速系統中的穩定性能也得到了進一步的加強。利用變頻控制技術對后臺的程序編譯器進行控制，就能夠對電控系統中的繼電邏輯的預編譯進行編輯和完成，保證控制電路能夠進行快速的轉變。而因為控制電路中的繼電器變少了，發生故障的概率也降到最低，減少了對設備的維護和保養工作。且利用更加智能化的人機交互界面，更能夠方便快捷的及時發現故障，提高了故障處理的效率。利用設備內置的控制程序，能夠對電路進行升級，不需要更換系統內部的各種硬件，真正實現了對設備的柔性控制。而在電路中裝置一定的反饋電力設備，更能夠節約資源，降低能耗。電氣設備的電子化，與傳統的機械化設備相比較而言，在一定程度上降低了對設備的損耗，延長了設備的使用壽命［1］。

2．2變頻控制技術在通風變壓設備中的應用

礦山作業大都是在井下進行的，通風是非常必要的。井下作業需要連續長時間的保障供風的質量，按照不同時間段，通過風機設備適當地對風壓和風速進行調整，適應對空氣循環不同的要求。隨著采掘作業的不斷深入，井下的空間不斷增加，對空氣的壓力、流速等要求也越來越高。因此，利用風機調節通風網速是重要的手段之一。利用變頻控制技術，根據礦山作業的不同進度設置不同的進風量，從而達到調節風速的的目的。對通風進行智能化控制目的，能夠在一定程度上減少礦山機電設備消耗的電能。將變頻軟啟動功能設置在鼓風機當中，可很好地防止機電設備啟動時所帶來的電流，降低風機在啟動和停止的時候出現故障的風險。對風機的轉速進行控制，能夠在一定程度上降低風機工作時所帶來的損壞，延長風機的使用壽命。與此同時，變頻控制設備中的智能控制可有效保證所有的風機保持同樣的速度，防止在井下巷道內形成風阻，保證通風效果［2］。

2．3變頻控制技術在采掘設備中的應用

礦山的采掘設備都是大功率的設備，所以，其變頻調速的系統中，已經從原有的一對多的控制方式，發展成為現在的一對一的方式。當前變頻控制技術的發展情況來看，交流變頻調速的技術已經在礦山采掘設備中得到了很好的應用。尤其是在采煤機中的應用，我國當前已經開發出了能量回饋型的四象限運行交流變頻控制技術，這也是在這一范圍內的最高水準。能夠在提前設置的額定轉速的前提下，達到固定轉矩調節的目的，并且能夠對超出額定轉述的功率調節和變頻器之間的控制和轉矩之間進行控制。根據當前國內的四象限電牽引采煤機的現狀來看，我國的四象限變頻器最大的優勢就是能夠將制動力矩進行調節，同時，還能夠保證牽引的速度處于穩定的狀態內，防止礦山機電設備出現下滑、跑車的問題。簡單的設備結構和簡單的操作，更能夠讓其與現實中復雜的環境相適應［3］。

3結語

變頻控制技術的不斷發展，為礦山機電設備提供了便利的條件。而礦山機電設備又為變頻控制技術的發展提供了應用的平臺。根據礦山機電設備在礦山中的應用情況來看，變頻控制技術主要是在礦山機電設備中的運輸升降設備、通風設備以及采礦設備中有很好的應用，有效提高了各機電設備的運行性能，降低了電能損耗。在未來的發展中，變頻控制技術能夠更好地為礦山機電設備服務，不僅完善變頻調節功能，還起到節能減排效果，有效推動企業經濟發展，也能夠為其他行業的發展提供技術上的支持。

作者:張慧慧 單位:山西焦煤西山煤電股份公司

參考文獻：

［1］王友財．礦山機電設備變頻控制技術的應用［J］．內蒙古煤炭經濟，2014（10）：119－120．

［2］劉新運．探析礦山機電設備變頻控制技術［J］．科技與企業，2016（2）：210．

［3］杜威．礦山機電設備變頻控制技術［J］．科技傳播，2012（1）：87．