摘要：變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電工程中的應(yīng)用，不僅節(jié)約了能源，還能不斷改善機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀況。詳細(xì)闡述了變頻技術(shù)的原理，分析了變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電工程中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：變頻技術(shù)；煤礦機(jī)電工程；應(yīng)用；原理
引言
現(xiàn)階段，礦產(chǎn)資源越來越緊張，煤炭企業(yè)的利潤(rùn)也越來越少，為了在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中取得有利地位，煤礦企業(yè)應(yīng)注重技術(shù)的更新，不斷降低自身的運(yùn)營成本。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，煤炭企業(yè)在進(jìn)行煤炭開采的過程中，成本的最大來源是用電量，因此，想要從根源上節(jié)約煤炭企業(yè)的成本就需要降低用電量。變頻技術(shù)可有效降低煤炭企業(yè)在進(jìn)行煤炭開采過程中的耗電量，提高煤炭開采效率，不斷增加企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
1煤礦機(jī)電工程中變頻技術(shù)的原理概況
在進(jìn)行煤炭開采的過程中，大部分開采機(jī)械并不是在滿負(fù)荷情況下運(yùn)行的，所以減少機(jī)械耗電量的同時(shí)，不能降低機(jī)械的工作效率，所以這時(shí)將變頻技術(shù)引入到煤礦企業(yè)的機(jī)電工程中就可實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的要求，降低開采成本。所謂變頻技術(shù)并不是指一種單一的技術(shù)，而是多種技術(shù)的綜合，主要包括以下幾種，分別是數(shù)控技術(shù)、電力電子技術(shù)及電機(jī)傳動(dòng)技術(shù)等。機(jī)電工程中的變頻技術(shù)工作原理主要指的是在機(jī)械中安插一些半導(dǎo)體的構(gòu)件，利用工頻電流信號(hào)將統(tǒng)一頻率轉(zhuǎn)化為不同的頻率，在這個(gè)過程中采用逆變器來控制電流和電壓的大小。綜上所述，通過變頻技術(shù)可使電機(jī)在不影響工作效率的情況下，節(jié)約能源[1]。
2變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電工程中的應(yīng)用
變頻技術(shù)的飛速發(fā)展，使得變頻技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。變頻技術(shù)主要是通過調(diào)節(jié)機(jī)器的工作狀態(tài)對(duì)其進(jìn)行控制，同時(shí)還可與現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的目的。
2.1變頻技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用
在煤礦機(jī)電工程中會(huì)經(jīng)常使用到提升機(jī)，提升機(jī)在整個(gè)開采過程中主要承擔(dān)的是貨物的運(yùn)輸功能及對(duì)開采工人的運(yùn)送功能。但在煤礦開采的過程中，由于開采深度及難度的不斷加大，對(duì)于提升機(jī)的要求也會(huì)隨之改變，需對(duì)提升機(jī)的速度及啟動(dòng)關(guān)閉等進(jìn)行調(diào)整。這樣就能利用最小的成本達(dá)到最大的開采效率。由此可看出提升機(jī)在整個(gè)煤炭開采過程中的地位。提升機(jī)進(jìn)行工作時(shí)是通過在控制電路中加入金屬電阻元件，利用這個(gè)電阻對(duì)其轉(zhuǎn)速大小進(jìn)行控制。這種傳統(tǒng)電機(jī)不僅不能節(jié)省資源，同時(shí)還會(huì)由于產(chǎn)生多余的熱量造成資源大量浪費(fèi)，由于其精確度不高，所以在進(jìn)行調(diào)節(jié)過程中難以調(diào)節(jié)到合適的范圍。另外傳統(tǒng)的提升機(jī)在進(jìn)行升降的設(shè)置時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，需額外的輔助設(shè)施進(jìn)行控制，額外的輔助設(shè)備必然會(huì)帶來資源的浪費(fèi)。如果在提升機(jī)運(yùn)行過程中加入變頻設(shè)備，不僅能保證提升機(jī)穩(wěn)定性，同時(shí)還能保證資源的合理使用，不造成浪費(fèi)，保證了提升機(jī)在運(yùn)營過程中的安全。傳統(tǒng)的提升機(jī)在運(yùn)行過程中需使用繼電器，繼電器的使用會(huì)給電路造成極大的破壞，然而，采用變頻技術(shù)以后，就可減少繼電器的使用頻率，減少由于電路故障所需維護(hù)費(fèi)用。變頻技術(shù)的使用能使提升機(jī)在提升速度及深度的精確度提高，能減少由于上升和下降造成的設(shè)備磨損，使機(jī)械的使用年限增加[2]。
2.2變頻技術(shù)在皮帶設(shè)備中的應(yīng)用
在煤炭開采過程中，皮帶設(shè)備的正常使用狀況下使用的頻率大于提升機(jī)設(shè)備。皮帶設(shè)備在整個(gè)開采過程中起傳輸作用，將開采出來的煤礦直接通過皮帶等傳輸設(shè)備運(yùn)輸?shù)街付ǖ胤�，皮帶設(shè)備的運(yùn)行原理是通過相互摩擦使設(shè)備正常運(yùn)行。皮帶設(shè)備的啟動(dòng)過程需要很大的啟動(dòng)電流，不僅會(huì)對(duì)電路中的電壓造成巨大壓力，同時(shí)還會(huì)使皮帶設(shè)備造成嚴(yán)重毀損，由于皮帶設(shè)備是通過摩擦來使設(shè)備運(yùn)行，摩擦過程中必然會(huì)使設(shè)備產(chǎn)生巨大的熱量，當(dāng)溫度達(dá)到一定程度，就會(huì)使機(jī)械產(chǎn)生一定程度的磨損。同時(shí)，貨物的磨損也會(huì)給機(jī)械運(yùn)營帶來安全隱患。如果在傳送的皮帶中加入變頻技術(shù)，不僅僅可使皮帶系統(tǒng)在運(yùn)營過程中產(chǎn)生較小的熱量，減少能源浪費(fèi)，同時(shí)也會(huì)降低整個(gè)開采過程中的安全隱患，使機(jī)器能在運(yùn)營過程中保持穩(wěn)定的同時(shí)，提高了皮帶系統(tǒng)的運(yùn)營效率。中國煤礦機(jī)電工程中普遍采用液力耦合設(shè)備對(duì)皮帶設(shè)備進(jìn)行軟啟動(dòng)，在皮帶設(shè)備軟啟動(dòng)時(shí)需求的啟動(dòng)電流大，不僅會(huì)對(duì)電路中電壓造成較大壓力，還會(huì)對(duì)皮帶設(shè)備中零件造成嚴(yán)重?fù)p傷。液力耦合設(shè)備在運(yùn)作過程中會(huì)產(chǎn)生較多熱量，使皮帶設(shè)備內(nèi)部溫度過高，最終增加設(shè)備機(jī)械磨損；同時(shí)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行造成安全隱患。在皮帶設(shè)備中應(yīng)用變頻技術(shù)，不但能取代液力耦合設(shè)備對(duì)皮帶設(shè)備進(jìn)行軟啟動(dòng)，而且讓皮帶設(shè)備在啟動(dòng)、運(yùn)行及停止過程中保持穩(wěn)定，提高了皮帶設(shè)備的能源利用率。
2.3變頻技術(shù)在煤礦風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用
在煤炭開采過程中，需保證礦井內(nèi)的通風(fēng)狀況。由于工業(yè)技術(shù)水平限制，礦井內(nèi)通風(fēng)的設(shè)計(jì)方案也比較多，現(xiàn)階段主要是通過調(diào)整煤礦風(fēng)機(jī)的位置來保證礦井內(nèi)通風(fēng)狀況，在位置移動(dòng)過程中，不可避免就會(huì)給煤礦風(fēng)機(jī)造成不必要的磨損，同時(shí)，不同位置需要煤礦風(fēng)機(jī)的頻率也不相同，頻繁更換位置及頻率會(huì)影響煤礦風(fēng)機(jī)使用效率。如果在使用煤礦風(fēng)機(jī)的過程中加入變頻技術(shù)，就可使通風(fēng)問題在開采過程中得到很好的解決，減少了一些不必要的資源的浪費(fèi)，同時(shí)保證了煤炭開采順利進(jìn)行[3-4]。
2.4變頻技術(shù)在煤礦空氣壓縮機(jī)中的應(yīng)用
經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，煤礦風(fēng)動(dòng)機(jī)在使用過程中需用到空氣壓縮機(jī)和交流電機(jī)，長(zhǎng)時(shí)間處于工作狀態(tài)�，F(xiàn)階段，空氣壓縮機(jī)在進(jìn)行運(yùn)行過程中會(huì)設(shè)置上限和下限，如果交流電機(jī)在工作過程中超過了空氣壓縮機(jī)所規(guī)定的上限，那么空氣壓縮機(jī)就會(huì)自動(dòng)將進(jìn)氣閥門關(guān)閉。此時(shí)，空氣壓縮機(jī)不產(chǎn)生壓縮氣體，所以電動(dòng)機(jī)處于空載狀態(tài)，一定程度上造成了資源浪費(fèi)。反之，如果達(dá)到了設(shè)定的下限值，那么空氣壓縮機(jī)就會(huì)打開進(jìn)氣閥，產(chǎn)生壓縮氣體，使電動(dòng)機(jī)處于重載狀態(tài)。在實(shí)際使用過程中，由于很難對(duì)空氣需求量進(jìn)行評(píng)估，所以使得空氣的需求量與生產(chǎn)量不能對(duì)等，會(huì)造成供應(yīng)不及時(shí)或資源的浪費(fèi)，同時(shí)還會(huì)由于經(jīng)常更換空氣壓縮機(jī)的頻率使得空氣壓縮機(jī)毀損。如果在空氣壓縮機(jī)使用過程中加入變頻技術(shù)，那么，可有效控制空氣的產(chǎn)生量，同時(shí)可防止由于經(jīng)常更換頻率造成的對(duì)空氣壓縮機(jī)的損壞，同時(shí)，加入變頻設(shè)備以后，空氣壓縮機(jī)便于操作，準(zhǔn)確性也有所提高，同時(shí)也比較好維護(hù)，在使用過程中不需人為對(duì)空氣壓縮機(jī)進(jìn)行頻繁改動(dòng)，針對(duì)不同的開采條件可預(yù)先設(shè)置使用頻率。變頻技術(shù)的加入能從根本上解決傳統(tǒng)空氣壓縮機(jī)加載和卸載供氣的控制方式，通過調(diào)整電機(jī)用氣量進(jìn)對(duì)轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控，保證空氣壓縮機(jī)能順利進(jìn)行，減少啟動(dòng)次數(shù)及資源的浪費(fèi)[5]。
3結(jié)語
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展、變頻技術(shù)的不斷普及和應(yīng)用，越來越多煤礦機(jī)電設(shè)備開始采用變頻技術(shù)，同時(shí)，變頻技術(shù)的使用也給煤炭企業(yè)發(fā)展帶來了新機(jī)遇，節(jié)約了能源，不斷提高煤炭企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，降低開采成本，增加機(jī)器設(shè)備的使用壽命。變頻技術(shù)作為一項(xiàng)新技術(shù)，調(diào)節(jié)性能強(qiáng)是它最大的優(yōu)點(diǎn)，所以現(xiàn)階段加強(qiáng)加強(qiáng)對(duì)煤礦幾點(diǎn)設(shè)備變頻技術(shù)的研究具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論意義。
參考文獻(xiàn)：
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