變頻節能技術對煤礦機電設備的應用

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摘要：歷年來生產安全和節能在煤礦生產中都是煤碳生產的重要標準，為使煤礦進一步提高生產率，完成綠色環保的總體目標，需不斷完善煤礦機電設備，提升煤礦機電設備科技含量。對于煤礦機電設備中變頻節能技術性的運用狀況以及發展前途開展了基本剖析，針對提升煤礦生產及管理能力具備十分積極主動的作用。

關鍵詞：變頻技術；煤礦機電設備；節能技術

我國具備十分豐富的煤炭能源，其儲藏量當今世界穩居前端。在中國資源應用中，煤炭能源的地位十分重要，并在社會經濟發展中日益發揮著十分關鍵的作用。但是我國煤礦經常產生一些安全生產事故，造成嚴重的內耗情況。因此我國許多中小型煤礦將變頻節能技術廣泛運用于生產中與煤礦機電設備應用中，使我國煤礦生產中存有過大耗能的難題獲得妥善處理。

1.變頻技術者述伴

隨著電力電子技術和控制的發展，變頻技術在基礎理論和運用層面也獲得了迅速的發展。在電力電子器件層面，歷經廠GTR、IGBT的交替，并進一步發展為智能化功率模塊（IPM），在控制理論層面，壓頻比（U/0）操縱方法獲得非常大的改善，閉環控制和轉距直接操縱方法在具體變頻器中廣泛運用，模糊自優化操縱、神經網絡算法等控制措施變成新技術應用的產品研發方位；變速系統的處理速度愈來愈高。從單片機設計開始，依次形成了數據信號轉換器（DPs）,精簡指令集電子計算機（RISC），發生的高級專用型集成電路芯片（ASIC），在作用層面，變頻器的體系愈來愈高除了能進行基本的變速作用外，具備內嵌的可程序編程、主要參數識別及通訊等作用。運用電力工程半導體元器件的導通作用把工作電壓和頻率固定不會改變的直流交流電流轉換為工作電壓或頻率可變性的交流電流的電磁能操縱設備稱之為“變頻器”。變頻調速便是根據更改電機開關電源頻率完成速率調整的[1]。

2.變頻技術在煤礦機電設備中的運用

(1)變頻節能技術基本原理和運用現況①變頻節能關鍵技術現況煤礦企業在開展煤礦的采掘時，生產安全工作是企業高度關心的內容，因此沒有對變頻節能技術開展運用，但伴隨著近些年高新科技、環保節能觀念的推廣，煤礦企業也早已開始在煤礦生產機電設備運作過程中應用變頻節能技術，比如采煤機、帶式輸送機等，進一步提高了機器設備特性與運作效率，而且還大幅度減少了機器設備運作所耗費的動能，完成了環保節能目的。另外還減少了設備維護與維修的花費開支力度，最后提升了煤礦企業的經濟利潤。因為煤礦礦井標準繁雜環境艱苦，比如氣體濕冷、有害物質外溢、煤層氣礦塵易燃易爆物品等，變頻技術在最開始仍未獲得煤礦的高度重視和運用，伴隨著煤礦礦井環境的改進及變頻技術的持續發展，使煤礦機電設備的環保節能要求持續提高，變頻技術的優點獲得愈來愈多煤礦從業人員的關心，因而推動了變頻節能技術在煤礦機電設備中的運用。比如，在我國很多煤礦中，變頻節能技術已廣泛運用在了斗提機、采煤機、帶式輸送機等機電設備中，促使機器設備的電力工程耗費明顯降低，運行高效明顯提升，機器設備的維護保養花費也有一定的減少，經濟收益顯著提高。②變頻技術在斗提機的運用變頻技術在礦井優化機的運用中選用了高壓變頻變速自動控制系統和PLC控制系統：第一，在斗提機電子控制系統設計方案中，高壓變頻變速自動控制系統，選用模塊串連多脈沖信號動能回饋型四象限高壓變頻自動控制系統。高壓主電源電路與低壓控制回路中間的通信選用光纖傳輸激光焊接，確保電防護特性可以信賴，系統抗干擾性強。第二，斗提機電氣設備自動控制系統選用PLC控制，完成提高整個過程的部位操縱、速率操縱、動態性界面監控和提升絞車系統的各類維護作用，達到電磁兼容測試性的技術標準[2]。③變頻技術在水泵中的運用煤礦中運用較多的另一種機器設備是多級泵。電磁能運輸給水泵電機后，電機推動多級泵轉動，將電磁能變換為機械動能，把礦井的水排放在路面。因為水泵是在井底工作中，環境十分極端，傳統式的供電系統電機額定功率直流使它故障頻繁，運作成本增大。一方面，水泵在直流啟動，運行電流量大，電機電纜線的損耗很大，促使電機電纜線在運行過程中的反壓較高，使介電強度能減少，每一次啟動都是會使水泵使用壽命減少，大大的影響了水泵的使用期限。另一方面，水泵在正常工作時普遍現象是電機負載率較低的狀況，水泵的功率因素較低，用電量多，“大馬小車”狀況比較嚴重。根據更改電機轉速比，在減少出水量的同時，可合理減少系統軟件的電磁能耗損。④變頻技術在煤礦排風機的運用主扇風機在煤礦生產中擁有關鍵的作用，做為煤礦主通風，它每日24h不斷地運行，是全部煤礦的“呼吸”系統軟件。因為變頻器更新改造后離心風機能夠完成變頻軟啟動，防止了啟動電流量的沖擊性，不但對電力網沒有沖擊性，并且還能夠隨時隨地啟動或終止。開展變頻更新改造后，離心風機的絕大多數工作時間都是在較低的速率下運作，因此大幅度降低了離心風機工作中的沖擊韌性和電氣設備沖擊性，可大大增加離心風機的使用期限。⑤變頻器原理在煤礦采煤機中的運用采煤機做為煤礦礦井的關鍵采煤設備，常在較為惡劣的環境之中工作。其所處環境一般粉塵很大，氣體空氣濕度較高。現階段，在我國動能回饋型四象限運作的溝通交流，變頻變速煤礦開采技術處在全球領先地位，國內電牽引帶采煤機走動輸出功率較大2×115kW，軟啟動器工作電壓380V，可以完成額定值轉速比之下穩定轉距變速，額定值轉速比之上穩定輸出功率變速及兩部軟啟動器中間的主從關系操縱和轉距均衡。聯系實際運作情況，四象限軟啟動器變速電牽引帶采煤機，在大傾斜角工作面，可以對軸荷開展調整，使牽引帶速率維持穩定，且實際操作便捷，具有協調能力和穩定性[3]。⑥變頻器原理在煤礦帶式輸送機中的運用現階段，我國很多煤礦用的帶式輸送機除裝貨系統應用外，礦井應用也很多。因為使用多的緣故，應用長期都處在滿載或負載運作情況，電磁能消耗比較嚴重。若在帶式輸送機上安裝軟啟動器，可隨時隨地將電動機形成的負力回饋到電力網中，降低發燙耗損，處理機械結構及電路系統的沖擊性問題，增加設備的使用期限，并能合理地節省電磁能。⑦變頻節能技術在液體負載設備中的運用在液體負載頁面內對變頻器原理開展運用，有利于完成離心風機和泵的變頻變速。當今，離心風機中的變頻變速關鍵技術愈來愈廣泛，科技人員也增加了對變頻變速設備的產品研發幅度，已研發出適用煤礦獨特采掘環境的變頻變速設備。相比于傳統式的離心風機運作轉速比，其更新改造以后，特性顯著提高。更新改造以前，離心風機的氣壓和排風量是更新改造以后具體功率的3倍，非常大程度上節省了電能資源。在離心水泵操縱中運用變頻節能技術，可以使設備處在一個優良的變頻變速環境，并對生產工藝流程系統開展優良操縱，以確保產品品質和操縱過程中的靈便度。如變頻節能技術使離心水泵時刻處在靈便的操縱情況，其降速和光滑啟停等也不會再受時間及環境因素的限定。另外，礦井液位儀較為高，對泵高轉速時間開展合理減縮，非常大程度上減少了排污泵起停過程中的電磁能耗費及設備耗損，完成了總體生產經濟效益的提高。現階段，變頻節能技術在煤礦機電設備中的運用已比較普遍，比如，除了提高設備和帶式輸送機外，在礦井綜掘機、空壓機等設備中也擁有廣泛運用。此外，變頻器原理還開發出泄露常見故障檢測系統，其強勁的視語音及傳輸數據作用可使煤礦設備運行中的各種數據信號傳送更為便捷和精確；此外，皮帶運輸機的瓦塊控制系統能夠依據礦井機電設備遍布地圖來發信號開展要求和數據庫索引，產生詳細的數據信號傳輸衛星通信系統，完成對機電設備的遠程操作和監控。(2)變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用前景伴隨著煤炭行業智能化煤礦基本建設的發展，變頻器原理等一系列優秀技術在煤礦行業的運用中有重要的作用。從而能夠看得出，以變頻器原理來節約資源是智能化社會發展的一個大趨勢。但因煤礦生產的獨特環境和對安全性的特別要求，變頻技術在井下工作上的運用時間比較晚。伴隨著社會發展和經濟發展的迅速發展，在煤礦領域對變頻器原理開展運用，可以做到節能降耗的目的。在我國地域遼闊，自然資源豐富多彩，煤礦采掘中牽涉到的機電設備類型比較多，因而要融合煤礦具體對變頻器原理開展有效產品研發和運用。近些年，礦山開采過程中，電子信息技術運用極其廣泛，為變頻節能技術在煤礦機電設備中的運用確立了優良的基本。

3.結語

變頻節能技術以其完善的變頻調整作用和節能降耗優點，為我國煤炭企業提供了無盡的發展空間。煤碳制造業企業要融合本身的具體發展狀況，對這種機電設備開展有效運用，以完成社會效益和經濟收益的最優。

參考文獻

[1]溫勇.煤礦機電設備中變頻節能技術的應用分析[J].河南科技,2018,(15):117-118.

[2]李素慧,趙文濤.變頻節能技術在我國煤礦機電設備中的應用[J].科技創新與應用,2018,(20):285.

[3]張和平.變頻技術在煤礦機電設備中的應用分析[J].技術與市場,2017,(05):169+171.

作者：周志剛 單位：陽煤集團壽陽景福煤業有限公司