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變頻技術(shù)在現代煤礦機電工程中的應用論文
近年來(lái)，我國的煤礦資源被不斷開(kāi)采，煤礦行業(yè)的利潤越來(lái)越少，煤礦行業(yè)之間的競爭也因此越來(lái)越激烈。由于煤礦企業(yè)用電量大，因此提高煤礦生產(chǎn)機械的節能效率，能夠使煤礦企業(yè)在一定程度上節約生產(chǎn)成本，從而提高煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率。將變頻技術(shù)應用于煤礦機電工程中，能夠有效為煤礦企業(yè)節能減排，提高煤礦企業(yè)的市場(chǎng)競爭力。
1煤礦機電工程中變頻技術(shù)的原理概況
在實(shí)際的煤礦機電工程中，煤礦生產(chǎn)機械在正常運行的時(shí)候不需要在滿(mǎn)負荷的情況下進(jìn)行長(cháng)時(shí)間工作。因此，在滿(mǎn)足機械正常動(dòng)力的條件下，煤礦機電工程應該盡量減少機械的耗電量，將變頻技術(shù)應用與煤礦機電工程中能夠實(shí)現節能減排的要求。變頻技術(shù)是一項包含多種機械技術(shù)的綜合技術(shù)，包括數控技術(shù)、電機傳動(dòng)技術(shù)和電力電子技術(shù)。一般而言，變頻技術(shù)是在機械中設置半導體構件，使工頻電流信號轉化為其他頻率，再將此工頻交流點(diǎn)轉化為工頻直流電，最后使用逆變器控制直流電及其電壓，從而達到對機械設備進(jìn)行無(wú)極調控的目的�？偠灾�，將變頻技術(shù)應用到在現代煤礦機電工程中就是利用電流頻率和電機轉數之間的增長(cháng)聯(lián)系，通過(guò)對直流電進(jìn)行控制并調節電機轉動(dòng)速度，使電機能夠穩定工作，提高煤礦機電設備的工作效率，減少機電設備對能源造成的浪費。
2變頻技術(shù)在煤礦機電工程中的應用
在現代煤礦機電工程中，許多機電設備都應用了變頻技術(shù)，使用變頻技術(shù)既可以控制調節機電設備的工作狀態(tài)，又可以利用現代數控技術(shù)對機電設備進(jìn)行遠程控制并且對其進(jìn)行智能操作。
2.1變頻技術(shù)在提升機中的應用
在現代煤礦機電工程中經(jīng)常會(huì )使用到提升機，提升機設備主要起運輸作用，其主要職能是將礦場(chǎng)中的工作人員和煤礦運送到指定地點(diǎn)。由此可見(jiàn)，提升機在煤礦生產(chǎn)的過(guò)程中占有非常重要的地位。但由于煤礦生產(chǎn)工作的速度會(huì )隨著(zhù)開(kāi)采速度而變化，工作人員需要對煤礦提升機設備的提升速度進(jìn)行頻繁的調整，而且需要經(jīng)常開(kāi)啟和關(guān)閉提升機。在傳統的煤礦機電工程中，煤礦提升機的調速控制原理是在電機控制電路中加入金屬電阻元件，通過(guò)調節電阻大小以調整提升機的轉速。這種傳統的電機調速裝置不僅耗電量大，而且會(huì )產(chǎn)生多余的熱量，對提升機設備造成損壞，而且傳統電機調速裝置的調速范圍十分有限，而且調節速度的精確度也較低。特別是操作人員在控制提升機下降時(shí)還需要額外使用制動(dòng)裝置對提升機下降速度進(jìn)行輔助控制，加大了能源的浪費；同時(shí)，會(huì )使煤礦生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生危險。而在提升機中應用變頻技術(shù)，可以從根本上解決傳統變速裝置能耗大的問(wèn)題，使提升機在運行時(shí)保持平穩，進(jìn)而消除煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的安全隱患。在提升設備中應用變頻技術(shù)可以很大程度減少使用繼電器，減少企業(yè)維護電路所需要的費用。同時(shí)，使用變頻技術(shù)能夠更為精確地控制和調節提升機的運行速度，變頻技術(shù)可以通過(guò)修改電路命令來(lái)改變煤礦提升設備的系統功能。通過(guò)使用變頻技術(shù)能夠使提升設備的下降方式轉變?yōu)橥ㄟ^(guò)機械摩擦控制提升機的下降速度，從而降低對設備的磨損，延長(cháng)了提升機的使用時(shí)限。
2.2變頻技術(shù)在皮帶設備中的應用
在煤礦的開(kāi)采和生產(chǎn)的過(guò)程中，皮帶設備正常運行所需的功率比提升機設備更大。皮帶設備在煤礦的生產(chǎn)工作中起到了傳輸功能，其工作原理是通過(guò)設備的運轉將皮帶上的煤礦運送到工程指定地點(diǎn)；其運行原理是通過(guò)輪轂與皮帶之間的相互摩擦從而使皮帶設備正常運行。皮帶設備需要非常大的啟動(dòng)電流來(lái)能實(shí)現運轉，目前我國的煤礦機電工程中普遍采用液力耦合設備對皮帶設備進(jìn)行軟啟動(dòng)，在皮帶設備軟啟動(dòng)時(shí)需求的啟動(dòng)電流大，不僅會(huì )造成電路中的電壓造成較大壓力，還會(huì )對皮帶設備中零件造成嚴重的損傷。液力耦合設備在運作過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生較多熱量，使皮帶設備內部的溫度過(guò)高，最終增加設備機械的磨損；同時(shí)，對設備運行造成安全隱患。在皮帶設備中應用變頻技術(shù)，不但能夠取代液力耦合設備對皮帶設備進(jìn)行軟啟動(dòng)，而且讓皮帶設備在啟動(dòng)、運行以及停止過(guò)程中保持穩定，提高了皮帶設備的能源利用率。
2.3變頻技術(shù)在煤礦風(fēng)機中的應用
隨著(zhù)我國工業(yè)技術(shù)水平的不斷提高，礦井通風(fēng)的設計方案種類(lèi)較多，如在煤礦開(kāi)采工程中期，主要通過(guò)調整煤礦風(fēng)機的不同方位來(lái)保障礦井通風(fēng)，但實(shí)際操作步驟較多，且容易對煤礦風(fēng)機造成不必要的磨損，這在很大程度上加大了煤礦工程的維修量和維修難度。此外，傳統風(fēng)機的使用頻率不高，會(huì )造成資源浪費，這也在一定程度上影響了煤礦機電設備的有效利用率。通過(guò)將變頻技術(shù)應用在煤礦風(fēng)機中，可以有效解決煤礦開(kāi)采時(shí)的通風(fēng)問(wèn)題，避免工作人員重復更換煤礦風(fēng)機，且具有良好的節能效果。例如，煤礦開(kāi)采和生產(chǎn)過(guò)程中，只需要一臺風(fēng)機即可有效對礦井進(jìn)行通風(fēng)，且操作也十分的方便。
2.4變頻技術(shù)在煤礦空氣壓縮機中的應用
一般而言，煤礦風(fēng)動(dòng)機電設備的運行需要利用空氣壓縮機和交流電機，所以長(cháng)時(shí)間處于全速工作狀態(tài)。目前，空氣壓縮機都采用上、下兩點(diǎn)式控制，也就是說(shuō)交流電動(dòng)機在工頻運行狀態(tài)下，若空壓機氣缸壓力達到預設值上限，空壓機關(guān)閉進(jìn)氣閥，則不產(chǎn)生壓縮氣體，電動(dòng)機此時(shí)為空載；若壓力下降至預設值下限，空壓機打開(kāi)進(jìn)氣閥，產(chǎn)生壓縮氣體，電動(dòng)機此時(shí)為重載。根據煤礦機電工程實(shí)際操作情況，煤礦實(shí)際用氣量與產(chǎn)氣量很難達到一致，往往致使空壓機頻繁加載、卸載，對電網(wǎng)、電動(dòng)機和空壓機造成損害。由于變頻技術(shù)具有控制精密度高、易操作以及不需要維護等優(yōu)點(diǎn)，所以應用于普通電動(dòng)機中可以進(jìn)行調速，并且在空氣壓縮機拖動(dòng)負載過(guò)程中不需要進(jìn)行改動(dòng)，但針對不同煤礦企業(yè)的生產(chǎn)工藝要求，應當對空氣壓縮機轉速進(jìn)行適當的調整。使用變頻器驅動(dòng)的方式，能夠從根本上改變傳統空氣壓縮機加載和卸載供氣的控制方式，通過(guò)調整電機用氣量進(jìn)對轉數進(jìn)行自動(dòng)調控，確�？諝鈮嚎s機能夠穩定運行，減少空氣壓縮器的啟停次數。
3結語(yǔ)
近年來(lái)，隨著(zhù)我國變頻技術(shù)水平的不斷提高，變頻技術(shù)被應用于煤礦機電工程中的各種機電設備中，其節能效果良好，且調速性能也十分穩定，能夠提高機電設備的使用壽命。
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