變頻控制技術在煤礦機電中的應用2篇
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第一篇 1變頻器的工作原理
1)變頻器調速功能的產生機理。變頻器調速功能的產生機理是變頻器內部的半導體材料在工作的過程中通過接通或斷開材料與其他器件的連接，從而更改變頻器其他頻率下的控制裝置，進而讓變頻器進行調速，調速功能的使用使變頻器的使用更加符合變頻器所處的工作環境，使變頻器的功能發揮到最大，加快煤礦機電設備的工作效率，減輕煤礦開采人員的工作負擔，增加煤礦的產量，提高煤的品質。變頻器在接入工作電源時，會將接入的交流電壓轉變為直流電壓，再經過逆變器的作用將直流電壓轉換為可調的交流電壓，煤礦機電設備就可以使用此電壓來進行煤礦開采工作，設備在使用的過程中還可以對交流電壓進行調整。眾所周知，轉速n=60×(1－s)×f/p，其中s是變頻器中電動機轉差率，p是變頻器中電動機的極對數，如果式中的s和p的值不變，那么就可得出轉速n與電源頻率之間的關系，并且轉速的改變可以實現電源頻率的改變，這就完成了變頻器的變頻原理。
2)變頻器節能的產生機理。使用變頻器的設備工作時消耗的功率是轉速除以額定工況下的流量，兩者商的三次冪乘以額定工況下的功率。所以當變頻器變速時，煤礦機電設備消耗的電能就會大幅度下降，從而達到節能的效果。
2在煤礦機電設備上使用變頻器的原因
1)變頻器的耗電量少。目前變頻器使用了自動控制、電力電子等先進技術，其節能功效主要表現在如下幾個方面:一是變頻器工作時，能夠將啟動電流控制在額定電流之內，減少了電動機燒損現象的發生，壽命得以延長;二是設計變頻器時，無需進行冗雜的設計，減少了資源浪費。
2)變頻器能夠進行有效的調速。變頻器能夠快速完成電動機的調速工作，實現無極變速，令設備的使用更加順暢。同時，在變頻器調速時，能夠控制經過電動機的啟動電流，可以避免電動機內部器件出現損壞的現象，節約了材料，并且防止電動機出現故障而影響煤礦機電設備的使用。
3)購買變頻器耗資少，能快速收回成本。煤礦企業在購買變頻器的時候，只需較少的資金就能購買擁有調速、節能等功能的變頻器，由于變頻器的使用能夠快速完成煤礦機電設備的調速功能，并節約煤礦機電設備在使用時所消耗的能源，因而變頻器的使用能夠快速收回成本。如果使用的時間足夠長，能夠有效降低能源的損耗，還能夠為煤礦開采行業帶來可觀的經濟收益。
3變頻器在煤礦機電設備上的應用
1)煤礦采煤機中變頻器的應用現狀。在煤礦開采時，采煤機發揮著重要的作用，若提高煤礦產量，必須提高采煤機性能，使其智能化和可靠性程度更高。在采煤機中應用變頻器可以更加靈活的調整采煤機的運行速度，讓采煤機的操作更加簡便，提高采煤機的靈敏度和智能化。
2)煤礦提升機中變頻器的應用現狀。現代化煤礦一般采用立井———斜井綜合開采方式，其中立井通過提升機提升罐籠來運送人員和材料。目前，已經擁有了經變頻技術改造而成的煤礦提升機，此種提升機能夠有效控制提升機的運動，使提升機既可以進行加速上升的運動，又可以進行減速下降的運動，還可以根據罐籠在立井中的不同位置，來改變電動機的轉速，同時提高了電動機的靈敏度，減少沖擊力和電子制動能力，使得提升機的性能得到提高，達到安全、節能的效果。
3)煤礦膠帶輸送機中變頻器的應用現狀。在煤礦開采的過程中，需要運送開采出的煤炭。如果不在煤礦膠帶輸送機中應用變頻器，膠帶輸送機在啟動和停機時，發動機需要輸出較大的力矩。膠帶輸送機上有煤炭時，發動機更加增加了負擔，不利于發動機的長久使用。如果在煤礦膠帶輸送機中應用變頻器，可以有效降低能源消耗，減輕發動機工作負擔，達到延長其壽命的效果。
4)煤礦通風機中變頻器的應用現狀。為了給井下作業人員提供一個安全的工作環境，減少井下瓦斯含量，補充氧氣，必須要在礦井中增加煤礦通風機。在煤礦通風機中應用變頻器，可以根據礦井內不同的壓力環境選取不同的通風機轉速，從而實現空氣的流動，并減少能源的消耗，避免通風機發生損壞的現象。
4結語
在煤礦開采中，要想提高礦井產量，必須要提高煤礦各種機電設備的工作效率和性能。而現代經濟的發展要求我們在煤炭開采時要盡量降低電力、設備等成本的浪費，因此，在煤礦機電設備中應用變頻器，就變得尤為重要。變頻器的應用可以提高煤礦機電設備的靈敏度，提升煤礦機電設備的性能，減少設備的浪費和消耗，從而增加了礦井產量，降低了成本，促進煤炭行業的快速發展，實現國家經濟的進步。
作者：張濤單位：西山煤電屯蘭礦
隨著社會的快速發展我國工業生產也在快速的擴大，社會對能用的利用一直是很大的。我國現階段能源暫時處于的平衡需求階段，但是煤礦屬于基礎性的資源，在國民生產和生活中都還是處于非常重要的角色。所以煤礦的開采還是處于一個過渡開采的情況，我國現階段的儲煤量在不斷減少，煤礦企業當然是競爭非常強烈的，所以煤礦企業提高生產效率是在競爭中必不可少的手段，這樣機械設備的利用效率就顯得尤為重要，當然生產設備的污染物排放以及資源的節約利用是競爭的主要方面。因此煤礦企業也認識到了科學技術在競爭中的重要作用，變頻控制技術是煤礦企業實現節能減排、高效生產的首選。變頻控制技術從投入到煤礦生產控制以來的成效是有目共睹的。
2.1在煤礦主通風機的應用
隨著煤礦開采量的增大，通風機也扮演著越來越重要的作用，通風機的功率就顯得非常關鍵，所以通風機中變頻控制技術的應用是非常關鍵的。變頻控制技術在通風機中主要用于根據實際情況來改變風量、降低設備能耗。經過進一步改造的通風機，軟啟動的方式就避免了在啟動時電流過大的情況，這樣就能更大的減少對電網設備的沖擊，也降低了危險，避免了事故的發展。更近的通風機能夠根據實際需要完成設備的啟動和停車操作，這樣也能增加通風機的壽命。
2.2在電控保護系統中應用
現在煤礦的電力系統與保護系統也都采用變頻控制技術。雙PLC全數字控制實現了電氣控制，該控制系統還具有保護試驗的功能。設備的深度指示也是數字的顯示方式，這樣礦車的位置就能很明確的在屏幕上顯示出來，在遇到緊急情況時，可以完成迅速斷電以及停車。
2.3在礦井提升機的應用
礦井中提升機主要完成人員和物料的輸送，所以對于生產是非常重要的。這是礦井生產運轉部件中最重要的設備。傳統的調速模式主要是在電動機轉子加入電阻的方式來完成的，傳統的控制模式只能完成有機調速，而且這種控制方式的電阻消耗大，甚至散熱方面都會成為問題。將變頻控制技術應用到提升機方面，就能很好的改善這些缺點，實現大范圍的調速，精度有了很大的提升并且消耗也小了。下面是其中具體的優點：
1）外部線路的執行繼電器數量減少，所以基本上免去了維修這個部分；
2）可通過編程完成電控系統中的邏輯編輯和設定，方面快捷；
3）系統故障直接能在顯示屏上顯露出，減少了檢查的麻煩，處理起來方便簡單；
4）系統的可擴展性強，可以直接控制內部程序來完成參數的控制，不用再通過更改接線，來完成柔性控制的過程；第五，反饋的控制方式，可以直接將工作情況回饋到電網，節省了能源，也增強了安全性。
2.4在皮帶機中的應用
變頻控制技術在皮帶機中的應用原理很簡單，主要是通過摩擦力來實現的，摩擦力可以帶動皮帶進行工作，變頻主要對皮帶產生張力使皮帶產生變形和摩擦。傳統的的皮帶在工作啟動時時間較短，所以皮帶的運行是受限制的，皮帶必須具有較大的韌性，還要保證其不老化。在加入變頻控制技術后，皮帶可以通過承受的重力對自身的運作功率實現動態的調整，這樣就能保證電機工作頻率以及運作速度的恒定。
3變頻控制技術在煤礦機電中的適用層面
3.1流體負荷設備對變頻控制技術的適用性
在流體負荷設備的使用時，能夠保證其運行速率，這是流體生產的關鍵所在。在掘進過程中，可以實現動態的控制，這樣就能滿足不同的情況，能節省時間也能節省設備的用電量；在出現經濟停電或者是意外停風時，不需要人工進行瓦斯的排放，自動調速裝置能夠實現自動排瓦斯的功能；在設備的串聯通風的情況中，自動控制裝置能夠實現對上級排風量的實際控制；在平常的工作中，自動控制技術也能根據挖進工作的瓦斯排量，進行自動排風調整。
3.2采煤機層面使用交流四象限變頻器
這是變頻技術在煤礦生產中又一個重要的應用領域。現在，我國在能量回饋四象限使用交流變頻控制技術已經達到了較為先進的水平，能夠在額定的轉速情況下完成恒轉矩調速，也能在額定轉速上完成恒轉矩調速。
4總結
隨著煤礦行業競爭力越來越大的情況下，變頻控制技術在煤礦機電設備中的應用也越來越多。變頻控制技術也為煤礦行業提供了很大的幫助。不過，目前我國的這項技術還沒有完全成熟，達到一個普及的程度，還有一些方面的技術沒有達到完全應用，與國外的此項技術的運用還存在這很大的差距。我國現代技術的快速發展能夠為變頻技術提供一個技術基礎，所以還需要相關人士的不斷努力，盡快趕上國外的技術，為煤礦業提供更多的幫助。
作者：谷志超溫營軍賈建鑫單位：冀中能源股份有限公司東龐礦北井機運隊
