煤礦機(jī)電設(shè)備中的變頻技術(shù)節(jié)能改造技術(shù)

煤礦機(jī)電設(shè)備中的變頻技術(shù)節(jié)能改造技

術(shù)摘要：我國(guó)具備十分豐富的煤炭能源，其儲(chǔ)藏量當(dāng)今世界穩(wěn)居前端。在中國(guó)資源應(yīng)用中，煤炭能源的地位十分重要，并在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中日益發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用。但是我國(guó)煤礦經(jīng)常產(chǎn)生一些安全生產(chǎn)事故，造成嚴(yán)重的內(nèi)耗情況。因此我國(guó)許多煤礦企業(yè)將變頻節(jié)能技術(shù)廣泛運(yùn)用于生產(chǎn)中與煤礦機(jī)電設(shè)備應(yīng)用中，使我國(guó)煤礦生產(chǎn)中存有過(guò)大耗能的難題獲得妥善處理。關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電設(shè)備；變頻技術(shù)；節(jié)能；改造技術(shù)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，使人們生活水平提高的同時(shí)，對(duì)煤炭資源的需求量也日益增長(zhǎng)，這使得越來(lái)越多的煤礦企業(yè)逐步擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，通過(guò)改造煤礦機(jī)電設(shè)備來(lái)提高原煤產(chǎn)量。當(dāng)然，煤礦企業(yè)在對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造過(guò)程中，人們也越來(lái)越重視煤礦機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行可靠性與穩(wěn)定性。電耗作為煤礦成本中的一項(xiàng)重要構(gòu)成指標(biāo)，在煤礦機(jī)電設(shè)備改造中必須要盡可能降低噸煤電耗量，這對(duì)整個(gè)煤礦領(lǐng)域的發(fā)展有著重大影響。在此背景下，將變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)電設(shè)備改造工作中，可使其能源消耗得到大幅降低，進(jìn)而使機(jī)電設(shè)備取得更高的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，有效延長(zhǎng)了煤礦機(jī)電設(shè)備的使用壽命，保證了其運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，更重要的是能夠減少煤礦生產(chǎn)成本的投入，從而為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更多的利潤(rùn)。1變頻節(jié)能技術(shù)的概念對(duì)于變頻技術(shù)來(lái)說(shuō)，其是一種將固定頻率的交流電源借助于電子器件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以使交流電具備多種不同的頻率。交流電源在進(jìn)行不同頻率交流電轉(zhuǎn)化時(shí)，其電能變化幾乎可以忽略不計(jì)，這種變化主要體現(xiàn)在電流頻率方面。可利用以下數(shù)學(xué)公式來(lái)對(duì)交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行描述，即N=60f/p（1-s）。其中，交流電源的供電頻率、電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)以及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率可分別由f、p、s進(jìn)行表示。對(duì)于電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，其自從被制造出來(lái)以后便有著固定的極對(duì)數(shù)與轉(zhuǎn)差率，因此可以用正比來(lái)描述電動(dòng)機(jī)中轉(zhuǎn)速和電源頻率之間的內(nèi)在關(guān)系。工頻電源在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，如果電源頻率升高至50Hz，則電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速也會(huì)隨之達(dá)到100%，依據(jù)電源在頻率上所具有的線性變化規(guī)律，并結(jié)合頻率調(diào)節(jié)要求，便可對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速。對(duì)于煤礦機(jī)電設(shè)備來(lái)說(shuō)，其軸功率會(huì)因轉(zhuǎn)速的改變而發(fā)生變化，而這也為機(jī)電設(shè)備的節(jié)能改造提供了一個(gè)新的思路。2變頻技術(shù)對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備的節(jié)能改造研究2.1對(duì)提升機(jī)電控制系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造當(dāng)前，一些煤礦公司使用的舊式采礦提升機(jī)通過(guò)繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子來(lái)控制阻力。這種類型的提升機(jī)具有幾個(gè)缺陷。首先，在使用過(guò)程中，該提升機(jī)具有相當(dāng)大的電能消耗，提升機(jī)操作越慢，其轉(zhuǎn)差功率就越大。其次，提升控制系統(tǒng)非常復(fù)雜，故障率很高，因此不能保證它在煤礦開(kāi)采中能安全工作。另外，舊式提升機(jī)控制系統(tǒng)的速度不能很好地調(diào)節(jié)，速度控制也不能連續(xù)進(jìn)行，這些因素是限制煤礦高效發(fā)展的因素。使用變頻技術(shù)對(duì)其進(jìn)行能量改造以提高舊式提升機(jī)控制系統(tǒng)的節(jié)能效果，可以提高礦井開(kāi)采操作的自動(dòng)化水平和效率，同時(shí)減少采礦工作的運(yùn)行時(shí)間，減少煤礦系統(tǒng)和提升機(jī)控制系統(tǒng)的能耗。2.2對(duì)井下局扇進(jìn)行節(jié)能改造大多數(shù)煤礦公司通常在地下風(fēng)機(jī)上使用全速模式。這種操作模式無(wú)法根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的煤礦開(kāi)采操作來(lái)調(diào)整設(shè)備的速度，并且沒(méi)有節(jié)能降耗的效果。在這種情況下，有必要通過(guò)減少煤礦機(jī)電設(shè)備的消耗并利用局扇變頻調(diào)速技術(shù)來(lái)進(jìn)行節(jié)能變化。在煤礦井下局扇的監(jiān)管有幾個(gè)目標(biāo)，這些目標(biāo)可以節(jié)省能源并降低能耗。這是因?yàn)樵摷夹g(shù)的變速控制器的風(fēng)扇可以根據(jù)氣體傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)道路上相應(yīng)位置的氣體濃度變化，并且還可以自動(dòng)調(diào)節(jié)井下局扇速度以合理地調(diào)節(jié)送風(fēng)量。它不僅保證了將煤礦機(jī)電設(shè)備應(yīng)用于煤礦的安全性，而且還減少了機(jī)電采礦設(shè)備的電能消耗，從而延長(zhǎng)了井下局扇設(shè)備的使用壽命，減少了煤礦機(jī)電設(shè)備的損耗投資。將井下局扇的節(jié)能改造已轉(zhuǎn)換為變頻技術(shù)，機(jī)電設(shè)備的風(fēng)扇全年不需要全負(fù)荷運(yùn)行，因此可以有效利用煤礦中的機(jī)電設(shè)備，這對(duì)減少設(shè)備的能耗有促進(jìn)作用。2.3對(duì)井下電機(jī)車進(jìn)行節(jié)能改造在以前的煤礦井下作業(yè)中，傳統(tǒng)的電力機(jī)車經(jīng)常采用電阻調(diào)節(jié)的方式，這種方式不僅能耗大，穩(wěn)定性差，而且經(jīng)常引起機(jī)械事故，需要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。通過(guò)使用帶有變頻技術(shù)調(diào)節(jié)器的電動(dòng)機(jī)車，可以將直流轉(zhuǎn)換為交流電，并將直流轉(zhuǎn)換為電壓和頻率。通過(guò)控制這三者，可以大大提高電力機(jī)車的穩(wěn)定性。同時(shí)，在電機(jī)車中使用變頻技術(shù)可以提高牽引效率和機(jī)器效率，確保足夠的動(dòng)力并降低能耗。企業(yè)過(guò)去使用的傳統(tǒng)井下機(jī)車通常采用調(diào)節(jié)電阻的方法，該方法消耗大量的電能并且浪費(fèi)很多的電力。傳統(tǒng)的高壓井下電機(jī)車采煤失敗的頻率很高，需要經(jīng)常維護(hù)并且技術(shù)性能差。為改善這種情況，可以使用交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，該變頻器可以將直流驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)換為交流驅(qū)動(dòng)器，即使用直流到交流電源的牽引技術(shù)，可以將直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電，因此達(dá)到了運(yùn)行牽引電動(dòng)機(jī)的目的。利用技術(shù)轉(zhuǎn)化率和直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，可以有效地提高電機(jī)車的牽引力，其在使用過(guò)程中具有實(shí)用性強(qiáng)、動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、節(jié)約能源、降低能耗等諸多優(yōu)點(diǎn)。此外，當(dāng)電機(jī)車在下坡路段處于通電狀態(tài)時(shí)，可以控制運(yùn)動(dòng)并有節(jié)能的雙重作用。2.4變頻器原理在煤礦帶式輸送機(jī)中的運(yùn)用現(xiàn)階段，我國(guó)很多煤礦用的帶式輸送機(jī)除裝貨系統(tǒng)應(yīng)用外，礦井應(yīng)用也很多。因?yàn)槭褂枚嗟木壒?，?yīng)用長(zhǎng)期都處在滿載或負(fù)載運(yùn)作情況，電磁能消耗比較嚴(yán)重。若在帶式輸送機(jī)上安裝軟啟動(dòng)器，可隨時(shí)隨地將電動(dòng)機(jī)形成的負(fù)力回饋到電力網(wǎng)中，降低發(fā)燙耗損，處理機(jī)械結(jié)構(gòu)及電路系統(tǒng)的沖擊性問(wèn)題，增加設(shè)備的使用期限，并能合理地節(jié)省電磁能。3變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用前景伴隨著煤炭行業(yè)智能化煤礦基本建設(shè)的發(fā)展，變頻器原理等一系列優(yōu)秀技術(shù)在煤礦行業(yè)的運(yùn)用中有重要的作用。從而能夠看得出，以變頻器原理來(lái)節(jié)約資源是智能化社會(huì)發(fā)展的一個(gè)大趨勢(shì)。但因煤礦生產(chǎn)的獨(dú)特環(huán)境和對(duì)安全性的特別要求，變頻技術(shù)在井下工作上的運(yùn)用時(shí)間比較晚。伴隨著社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迅速發(fā)展，在煤礦領(lǐng)域?qū)ψ冾l器原理開(kāi)展運(yùn)用，可以做到節(jié)能降耗的目的。在我國(guó)地域遼闊，自然資源豐富多彩，煤礦采掘中牽涉到的機(jī)電設(shè)備類型比較多，因而要融合煤礦具體對(duì)變頻器原理開(kāi)展有效產(chǎn)品研發(fā)和運(yùn)用。近些年，礦山開(kāi)采過(guò)程中，電子信息技術(shù)運(yùn)用極其廣泛，為變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的運(yùn)用確立了優(yōu)良的基本。4結(jié)語(yǔ)綜上所述，通過(guò)在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，能夠使設(shè)備發(fā)揮出非常理想的節(jié)能效果，這也充分說(shuō)明變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備制造領(lǐng)域中是具有廣闊發(fā)展前景的，能夠?yàn)槲覈?guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展提供巨大助力。如今，變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦開(kāi)采領(lǐng)域中已經(jīng)成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，而變頻技術(shù)也將得以被應(yīng)用到更多不同種類的煤礦機(jī)電設(shè)備之中，這勢(shì)必會(huì)使煤礦開(kāi)采工作變得更加自動(dòng)化和智能化。參考文獻(xiàn)郭卓.煤礦機(jī)電設(shè)備中的變頻節(jié)能技術(shù)[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019，39(4)：213-214.喬海林，王偉.煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019，8(12)：222-222.趙安偉.變頻節(jié)能