论文部分内容阅读
关键词：变频技术;煤矿企业;机电涉设备
在中国整体经济实力不断提高情况下，煤矿企业的机电设备技术水平也越来越高，借助机电变频技术来实现节支降耗已经成为煤矿控制成本的重要途径。在提升煤矿机电设备的利用率上，变频技术发挥了非常重要的作用，有效降低了企业成本，提高了企业的综合实力。
一、变频技术的使用原理
变频技术的应用原理指的是在电压不变的前提下，通过改变交流电频率的方式，来实现对设备的自动化控制。由公式n=50f/p（n为电动机转速，f为频率，p为电机级数）可以看出，转速n与频率f成正比。在电动机级数一定时，只要改变频率，即可改变电动机的转速。当频率在0～50HZ的范围内变化时，电动机转速调节范围就非常宽，变频调速就是基于这一原理，通过改变电动机电源频率来实现调速的。
在煤矿机电设备动力的设计过程中，并没有必要让设备在正常的使用中进行长时间的满负荷工作，有必要将变频技术加人到设备的使用過程中，以避免设备产生多余的力矩，这样设备既能满足工作动力的要求，又能节约能源。
二、变频技术在现代煤矿机电中的应用
1、在采煤机中的应用。采煤机在一定程度上代表了煤矿设备向现代化、机械化发展的里程碑。因此，在煤矿开采中显得特别重要。因大多情况下采矿机都是在恶劣环境下进行工作的，所以采矿机是一个比较复杂的系统，因此提高采煤机的性能就显得尤其重要。在采煤工作中，采煤机始终占据着主力位置，只要一发生故障就会影响到整个采煤环节，导致采煤工作无法继续进行下去，对整个煤矿产量造成不可估量的损失。因采煤机的重要位置使得其功能不断改进，变得越来越强大，但是其出现的故障和问题也变得越来越强大，这也增加了维修难度，一旦采煤机出现问题就会大大降低工作效率。而随着变频技术的产生，将其应用于采煤机中形成了采煤机变频调速系统。随着该技术的不断发展，我国的采煤技术有了巨大的进步，变频器也得到了采煤业的广泛应用。煤矿企业大胆尝试，勇于创新，将能量回馈型四象限变频器运用到电牵引采煤机的工作中，这一举措不仅提高了采煤机的科技含量，同时也减少了采煤机的损坏程度，进而延长设备寿命。
2、在空气压缩机中的应用。变频调控技术操作控制的精度相对较高，也容易操作，维护过程相对简便，传统煤矿开采中使用空气压缩机，一般情况下需要通过两点控制模式来实现对矿井压力的控制，因此压缩设备交流电动机始终都要保持工频运行的状态，在空气压缩机长期运行的过程中，如果气缸的压力达到了预先设定的压力值，那么空压机的进气阀就会自动关闭，这个时候压缩机将不会再产生压缩气体，直到压力下降到和预先设定压力值相同的位置，压缩机才会自行的加载产生压缩气体。但是在实际开采煤矿的过程中，需要的压缩气体量和压缩机产生的压缩气体是不可能实现完全一致的，所以在实际的开采过程中，压缩机势必会不间断在自动加载和停止运行之间转换，但是电动机实时调速可以由变频技术来实现，能够有效的控制电极的用气量大小，通过对用气量大小的有效调节，能够让空气压缩机自动调控设备运转速度，减少空气压缩机加载和卸载的频率，从根本上提高设备的运转效率。
3、在采掘机中的应用。采掘机是煤矿实际操作中所使用的主要设备，也是煤矿开采中能源消耗最严重的设备，采掘机的运行速度直接决定煤矿的开采效率。由于井下作业环境恶劣和很多不确定因素的存在，会遇到不同类型的岩层，针对坚硬或柔软的岩层采掘机所使用的功率也不相同，将变频机广泛应用于采掘设备中，可以通过采掘机的自动化切割技术，大大降低了功率损耗的问题，提升采掘机在复杂地质条件下的工作效率，弥补了传统采掘机能耗高的问题。因此，通过变频技术可实现对采掘机中切割机的自动化控制，在一定程度上根据实际所输入的电流来实现对切割机的控制作用。在实际采掘工程中，可根据地质的实际情况来调整切割机功率，如果遇到坚硬的地质就可加大切割机对石块的切割效率，从而能大大提升采掘机在坚硬地质中的工作效率，而反之则可在一定程度上降低采掘机的工作功率，从而保证较低的功能损耗问题，在很大程度上弥补了传统采掘工程工作中由于电力费用高且电力实际利用率低下的问题。总的来说，借助于变频技术采掘机的实际运转效率得到了非常大的提升。
4、在矿井提升机中的应用。目前，矿井提升机变频技术的应用，主要以高压变频调速控制系统和PLC控制系统为主。在矿井提升机高压变频调速控制系统设计中，一般采用单元串联多电平能量回馈型四象限高压变频控制系统，不但提高了高压回路与低压控制回路之间的通讯能力，还能增强系统的抗干扰性和安全性，使提升全过程的位置控制、速度控制、动态画面监视及保护功能等功能更加完善可靠，从而改善了提升机启动、加速、运行、减速等运行阶段的性能，减少对设备、钢丝绳的机械冲击，增强提升系统的安全水平。
5、在胶带输送机上的应用。胶带运输机是煤矿煤流运输系统的主要设备，通常采用交流电动机作为动力装置，以工频进行拖动，液力耦合器进行传动的方式运行，但存在启动电流大、机械冲击大、传动效率低等缺陷。在对胶带运输机进行变频技术改造之后，就能利用变频器来实现设备及系统的软启动功能，使设备及系统平稳启动运行。特别是输送机运送距离长、倾角大、负载重，经常存在带载或重载启停的情况，极易造成胶带断带、跑带等安全生产事故。而变频控制的软启动功能，则从根本上解决了这一难题，消除了因重载启停造成的断带、跑带等安全生产隐患。
三、结束语
综上所述，煤矿机电设备是矿井的用电大户，同时又事关矿井安全生产。因此，为了提高机电设备的运行效率与安全性，就要注意在今后的变频技术应用中，注重其专业化、多功能化、网络化的发展需求，该技术的应用必将会推动煤矿行业的长远发展。
在中国整体经济实力不断提高情况下，煤矿企业的机电设备技术水平也越来越高，借助机电变频技术来实现节支降耗已经成为煤矿控制成本的重要途径。在提升煤矿机电设备的利用率上，变频技术发挥了非常重要的作用，有效降低了企业成本，提高了企业的综合实力。
一、变频技术的使用原理
变频技术的应用原理指的是在电压不变的前提下，通过改变交流电频率的方式，来实现对设备的自动化控制。由公式n=50f/p（n为电动机转速，f为频率，p为电机级数）可以看出，转速n与频率f成正比。在电动机级数一定时，只要改变频率，即可改变电动机的转速。当频率在0～50HZ的范围内变化时，电动机转速调节范围就非常宽，变频调速就是基于这一原理，通过改变电动机电源频率来实现调速的。
在煤矿机电设备动力的设计过程中，并没有必要让设备在正常的使用中进行长时间的满负荷工作，有必要将变频技术加人到设备的使用過程中，以避免设备产生多余的力矩，这样设备既能满足工作动力的要求，又能节约能源。
二、变频技术在现代煤矿机电中的应用
1、在采煤机中的应用。采煤机在一定程度上代表了煤矿设备向现代化、机械化发展的里程碑。因此，在煤矿开采中显得特别重要。因大多情况下采矿机都是在恶劣环境下进行工作的，所以采矿机是一个比较复杂的系统，因此提高采煤机的性能就显得尤其重要。在采煤工作中，采煤机始终占据着主力位置，只要一发生故障就会影响到整个采煤环节，导致采煤工作无法继续进行下去，对整个煤矿产量造成不可估量的损失。因采煤机的重要位置使得其功能不断改进，变得越来越强大，但是其出现的故障和问题也变得越来越强大，这也增加了维修难度，一旦采煤机出现问题就会大大降低工作效率。而随着变频技术的产生，将其应用于采煤机中形成了采煤机变频调速系统。随着该技术的不断发展，我国的采煤技术有了巨大的进步，变频器也得到了采煤业的广泛应用。煤矿企业大胆尝试，勇于创新，将能量回馈型四象限变频器运用到电牵引采煤机的工作中，这一举措不仅提高了采煤机的科技含量，同时也减少了采煤机的损坏程度，进而延长设备寿命。
2、在空气压缩机中的应用。变频调控技术操作控制的精度相对较高，也容易操作，维护过程相对简便，传统煤矿开采中使用空气压缩机，一般情况下需要通过两点控制模式来实现对矿井压力的控制，因此压缩设备交流电动机始终都要保持工频运行的状态，在空气压缩机长期运行的过程中，如果气缸的压力达到了预先设定的压力值，那么空压机的进气阀就会自动关闭，这个时候压缩机将不会再产生压缩气体，直到压力下降到和预先设定压力值相同的位置，压缩机才会自行的加载产生压缩气体。但是在实际开采煤矿的过程中，需要的压缩气体量和压缩机产生的压缩气体是不可能实现完全一致的，所以在实际的开采过程中，压缩机势必会不间断在自动加载和停止运行之间转换，但是电动机实时调速可以由变频技术来实现，能够有效的控制电极的用气量大小，通过对用气量大小的有效调节，能够让空气压缩机自动调控设备运转速度，减少空气压缩机加载和卸载的频率，从根本上提高设备的运转效率。
3、在采掘机中的应用。采掘机是煤矿实际操作中所使用的主要设备，也是煤矿开采中能源消耗最严重的设备，采掘机的运行速度直接决定煤矿的开采效率。由于井下作业环境恶劣和很多不确定因素的存在，会遇到不同类型的岩层，针对坚硬或柔软的岩层采掘机所使用的功率也不相同，将变频机广泛应用于采掘设备中，可以通过采掘机的自动化切割技术，大大降低了功率损耗的问题，提升采掘机在复杂地质条件下的工作效率，弥补了传统采掘机能耗高的问题。因此，通过变频技术可实现对采掘机中切割机的自动化控制，在一定程度上根据实际所输入的电流来实现对切割机的控制作用。在实际采掘工程中，可根据地质的实际情况来调整切割机功率，如果遇到坚硬的地质就可加大切割机对石块的切割效率，从而能大大提升采掘机在坚硬地质中的工作效率，而反之则可在一定程度上降低采掘机的工作功率，从而保证较低的功能损耗问题，在很大程度上弥补了传统采掘工程工作中由于电力费用高且电力实际利用率低下的问题。总的来说，借助于变频技术采掘机的实际运转效率得到了非常大的提升。
4、在矿井提升机中的应用。目前，矿井提升机变频技术的应用，主要以高压变频调速控制系统和PLC控制系统为主。在矿井提升机高压变频调速控制系统设计中，一般采用单元串联多电平能量回馈型四象限高压变频控制系统，不但提高了高压回路与低压控制回路之间的通讯能力，还能增强系统的抗干扰性和安全性，使提升全过程的位置控制、速度控制、动态画面监视及保护功能等功能更加完善可靠，从而改善了提升机启动、加速、运行、减速等运行阶段的性能，减少对设备、钢丝绳的机械冲击，增强提升系统的安全水平。
5、在胶带输送机上的应用。胶带运输机是煤矿煤流运输系统的主要设备，通常采用交流电动机作为动力装置，以工频进行拖动，液力耦合器进行传动的方式运行，但存在启动电流大、机械冲击大、传动效率低等缺陷。在对胶带运输机进行变频技术改造之后，就能利用变频器来实现设备及系统的软启动功能，使设备及系统平稳启动运行。特别是输送机运送距离长、倾角大、负载重，经常存在带载或重载启停的情况，极易造成胶带断带、跑带等安全生产事故。而变频控制的软启动功能，则从根本上解决了这一难题，消除了因重载启停造成的断带、跑带等安全生产隐患。
三、结束语
综上所述，煤矿机电设备是矿井的用电大户，同时又事关矿井安全生产。因此，为了提高机电设备的运行效率与安全性，就要注意在今后的变频技术应用中，注重其专业化、多功能化、网络化的发展需求，该技术的应用必将会推动煤矿行业的长远发展。