變頻技術在煤礦機電工程中的應用
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摘要:改革開放后我國礦業(yè)的發(fā)展進入了全新時期，在能源供應方面做出了重要貢獻，伴隨礦業(yè)開采的發(fā)展，資源短缺也成為礦業(yè)發(fā)展必須要面對的問題。我國在十三五期間，推行供給側(cè)結構性改革，在礦業(yè)中提出“加快傳統(tǒng)礦業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提高礦產(chǎn)資源節(jié)約集約”的重要指示，如何應用變頻技術建立安全綠色的礦井成為重要課題，文章主要對這一問題進行研究。
社會發(fā)展對于能源的需求量增多，煤礦企業(yè)數(shù)量也隨之增加，各地對于煤礦的開采率逐漸提高，煤礦機電工程中電量消耗大，因此可以通過減少能源消耗的方式降低煤炭企業(yè)的成本，因此煤礦企業(yè)將變頻技術引入。通常在煤礦機電工程中的耗電量可以達到煤炭企業(yè)總耗電量的七成，若是應用變頻技術，合理科學應用變頻技術則可以最大限度節(jié)約能源成本。當前煤炭企業(yè)對于變頻技術的應用還需要進一步的優(yōu)化改進。
1變頻技術在煤礦機電工程中的應用原則
一般情況下，煤礦機電工程動力規(guī)劃中為出現(xiàn)設備運行故障現(xiàn)象就不需要對機電工程動力進行設計，設備機械在滿負載的情況下也能進行長時間的連續(xù)運轉(zhuǎn)。為保障煤礦機電工程生產(chǎn)中對于動力的需求，并將運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電力消耗降至最低，就需要變頻技術的幫助。變頻技術主要從三部分組成，即電機傳動技術、電力電子技術和計算機控制技術，因此變頻技術也被視為綜合了強弱電和機械設備于一體的技術。變頻技術在煤礦機電工程中的應用原理可概括為:半導體元件協(xié)助轉(zhuǎn)化工頻信號，將其轉(zhuǎn)化為其他頻率信號，進而深入轉(zhuǎn)化工頻交流電，使之成為直流電，借助逆變器對直流電電壓以及電流進行有效控制，最終實現(xiàn)對煤礦機電設備無級調(diào)速的目標。由此可知，煤礦機電工程中對于變頻技術的應用呈現(xiàn)出與電機轉(zhuǎn)速和電流頻率同步增長的趨勢，對于電流頻率的控制力度增加，同時對于電極的轉(zhuǎn)速的調(diào)整也有效促進了煤礦企業(yè)作業(yè)的運行。現(xiàn)代化煤礦機電工程的發(fā)展中，變頻技術的應用在電機轉(zhuǎn)速調(diào)控中發(fā)揮著重要作用，有效保障了電極工作的穩(wěn)定性，工程工作效率提升，成本投入和能源消耗也得到大幅縮減。
2變頻技術在現(xiàn)代煤礦機電工程中的實際應用
2．1變頻技術在機電工程提升機中的應用
煤礦機電工程中的提升機主要用作運送礦石和工作人員，將其運送到工程指定位置，因此在煤礦機電工程中承擔著非常重要的角色。受到煤礦日常生產(chǎn)的需求，提升機需要不斷調(diào)整速度適應工程要求，期間還需要對機器進行重啟操作。要進一步提高提升機運轉(zhuǎn)速度，需要通過在電機控制程序中安裝金屬電阻的方法，調(diào)整電阻值以控制電機運行。變頻技術引入煤礦機電工程中后，提升機的速度提升問題難度降低，設備運行更加穩(wěn)定，同時生產(chǎn)安全的保護也受到深入提升。提升機中應用變頻技術后減少了繼電器的應用，也就不需要維護電路。此外，變頻技術還具有控制精確的特征，可以通過電路修改來達到改變提升機性能的目的。變頻技術在提升機中的應用更可以通過控制速度來減少控制設備的摩擦。
2．2變頻技術在機電工程煤礦風機中的應用
變頻技術在煤礦風機中的應用可以提升風機運行效率，為煤礦生產(chǎn)作業(yè)的安全有效提供保障，因此變頻技術的應用要符合科學合理的要求?？茖W應用變頻技術既保障了煤炭開采質(zhì)量，也提升了不同環(huán)節(jié)機電設備的運作效率。煤礦風機中變頻技術主要通過接觸煤礦通風問題的方式，有效降低了煤礦資源浪費，大大提升了通風效果。要達到進一步提升變頻技術在煤礦風機中應用的目的，風機設備相關檢修人員要充分發(fā)揮自身優(yōu)勢落實自身職責，對煤礦風機和相關設備做好定期檢查維修和日常養(yǎng)護，使風機運行在日常養(yǎng)護的基礎上，安全性和運行效率都得到提高強化。在變頻技術的輔助下，煤礦風機設備檢修人員可以獲得更全面的煤礦風機運行狀態(tài)信息，對運行中存在的問題及時發(fā)現(xiàn)及時采取措施處理，切實保障煤礦風機的運行安全。
2．3變頻技術在機電工程空氣壓縮機中的應用
一般情況下，煤礦風動機電運行的主要動力為空氣壓縮機，在交流電的協(xié)助下完成運作，因此電動機也始終處于全速運行的狀態(tài)下。煤炭企業(yè)對于機電工程中空氣壓縮機的應用控制主要是上下兩點的控制模式，控制中始終保持交流機電工頻的運轉(zhuǎn)?？諝鈮嚎s機氣缸壓力和預設壓力值基本相同，空氣壓縮機進氣閥閉合，因此也不會產(chǎn)生壓縮氣體，電動機處于空載狀態(tài)，后期隨著壓力降低，當數(shù)值和預設壓力相近時，空氣壓縮機氣閥開啟，壓縮空氣隨之形成。在實際生產(chǎn)實踐中，變頻技術借助對自體的高精度控制以及簡易操作特征以及免維護的屬性在空氣壓縮機的應用得到普及。變頻技術調(diào)速環(huán)電動機的應用，可以在拖動負載期間減少調(diào)整操作，使生產(chǎn)更符合實際生產(chǎn)要求，同時對轉(zhuǎn)速輸出進行適當改動。變頻技術下變頻器驅(qū)動方式取代了傳統(tǒng)空氣壓縮機的加載以及卸載供氣方式，進一步保障了供氣壓力自體的恒定性，保持電機在低于既定轉(zhuǎn)速的情境下運轉(zhuǎn)，空氣壓縮機的啟動中止的頻率降低，工作質(zhì)量得到保障。
3結語
變頻技術作為一類全新，在煤炭開采中的應用具備卓越調(diào)節(jié)性和優(yōu)質(zhì)節(jié)能效果的特征，在泵類和風機負載等機電設備領域中的應用同樣具備出色的節(jié)能效果。文章中對于現(xiàn)代煤礦機電工程中變頻技術的應用進行了分析介紹，在未來煤礦機電工程的發(fā)展中對于變頻技術的應用將越來越廣泛，同時在變頻技術的指引下，我國煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將朝著可持續(xù)的方向穩(wěn)步向前。
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作者：蔡金霖 單位：雞西礦業(yè)( 集團) 有限責任公司城山煤礦