時(shí)間：2022-07-27 02:57:28
導(dǎo)語(yǔ)：在煤礦機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)探討的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了一篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
【摘 要】變頻節(jié)能技術(shù)是當(dāng)今機(jī)電設(shè)備節(jié)能技術(shù)的重要內(nèi)容之一，是當(dāng)今社會(huì)高度重視的一種節(jié)能方法。在煤礦行業(yè)中，其礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的電力消耗是整個(gè)行業(yè)用電的主要部分，占總用電的80%-90%。本文就煤礦行業(yè)中機(jī)電設(shè)備的變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了研究，旨在給煤礦行業(yè)提供參考意見(jiàn)。
【關(guān)鍵詞】變頻節(jié)能技術(shù)；煤礦機(jī)電；研究
0.引言
隨著人們節(jié)能意識(shí)的不斷深入，越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)到了節(jié)能的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。在我國(guó)的煤礦行業(yè)中，機(jī)電變頻節(jié)能技術(shù)逐漸得到廣泛的應(yīng)用，為煤礦行業(yè)的節(jié)能和機(jī)械的平穩(wěn)調(diào)節(jié)做出了重要貢獻(xiàn)。加強(qiáng)對(duì)變頻節(jié)能技術(shù)的作用機(jī)理分析，和相關(guān)改良方法的分析，進(jìn)而保證變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦行業(yè)的應(yīng)用，這是非常具有研究?jī)r(jià)值的。
1.機(jī)電變頻技能技術(shù)的應(yīng)用原理
變頻節(jié)能技術(shù)是一種新型的電能技術(shù)，其與傳統(tǒng)的交流點(diǎn)有較大的區(qū)別。該技術(shù)主要是通過(guò)變頻調(diào)速技術(shù)將交流電的固定頻率進(jìn)行調(diào)動(dòng)，將其變成一種可以利用的變動(dòng)資源。變頻節(jié)能技術(shù)在當(dāng)今的交流調(diào)速得到了快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，我們要把握變頻節(jié)能技術(shù)的以下應(yīng)用：一是功率器件的應(yīng)用，當(dāng)今常用的智能功率模塊為IPM，可以將變頻的功率不斷的增大，比原有的GTR和IGBT更為先進(jìn)[1]。二是壓頻比（U1/f）的控制方式得到了很大的革新，主要體現(xiàn)在矢量控制方法以及直接的轉(zhuǎn)矩控制的出現(xiàn)上，它使得變頻節(jié)能技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用范圍更加的擴(kuò)大。三是當(dāng)今的變頻節(jié)能技術(shù)研發(fā)方向是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊自優(yōu)化等控制方式。這將使得變頻技術(shù)可以進(jìn)行更大范圍的集成系統(tǒng)的集中，其技術(shù)也從原有的單一數(shù)字信息處理轉(zhuǎn)變成了較為先進(jìn)的專用集成電路。四是變頻的功能也得到了越來(lái)越綜合的應(yīng)用，已經(jīng)不再停留在基本的調(diào)速功能上，還有通信功能以及編程序參數(shù)辨識(shí)功能。
2.變頻節(jié)能技術(shù)分析
2.1變頻技術(shù)在機(jī)械動(dòng)力荷載設(shè)備中的應(yīng)用
變頻技術(shù)在機(jī)械動(dòng)力荷載設(shè)備中的應(yīng)用主要有兩大類：一是應(yīng)用在傳動(dòng)調(diào)速上，另一種是應(yīng)用在靜止電源上。在變頻傳動(dòng)調(diào)速應(yīng)用上，其主要目的就是通過(guò)電機(jī)調(diào)速進(jìn)而降低電能的消耗，主要作用的對(duì)象是電動(dòng)機(jī)，其中水泵、風(fēng)機(jī)是其主要作用的設(shè)備。傳統(tǒng)的水泵、風(fēng)機(jī)的流量和風(fēng)量的控制方法是通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥或者擋風(fēng)板來(lái)完成的，這在調(diào)節(jié)措施簡(jiǎn)單易行，可以基本滿足工作需求，但是這調(diào)節(jié)模式在節(jié)能角度上沒(méi)有任何作用，在相關(guān)的統(tǒng)計(jì)中可以發(fā)現(xiàn)這類設(shè)備一般是一直運(yùn)行，其停機(jī)時(shí)間較短。變頻技術(shù)通過(guò)對(duì)電流的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，不但可以滿足工作的需求，還能有效的節(jié)約能源。
2.2交流四象限變頻器在煤礦行業(yè)中機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用
煤礦行業(yè)中的采掘設(shè)備的工作環(huán)境有自身的特殊性，其輸送機(jī)、提升機(jī)、電鏟等設(shè)備需要頻繁的啟停、調(diào)速，這就需要變頻器可以進(jìn)行四象限工作。四象限變頻器可以將電流的全波 整流橋變化成智能功率模塊（IPM）組成的可控整流橋[2]。如果電機(jī)設(shè)備處于電動(dòng)狀態(tài)，四象限變頻器與兩象限的變頻器工作方式一樣。當(dāng)電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，四象限變頻器將會(huì)使得原有的整流電路變成逆變電路，而原來(lái)的逆變電路則會(huì)變成整流電路，使得電機(jī)電力回饋到電網(wǎng)中去。
2.3普通變頻器在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用
普通變頻器是當(dāng)今最應(yīng)用最為廣泛的變頻器之一，其不但在煤礦行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，在其他行業(yè)中也存在普遍的應(yīng)用。普通變頻器的發(fā)展方向除了節(jié)能外，還表現(xiàn)在控制的靈活性、智能性和操作簡(jiǎn)單性上。
3.電力變壓器節(jié)能技術(shù)分析
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)能源的消耗也越來(lái)越大，對(duì)我國(guó)電力裝機(jī)的發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用，但是這個(gè)推動(dòng)作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的巨大能源缺口。當(dāng)今的能源矛盾是制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大阻力，如何實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，就需要我們大力的進(jìn)行能源的節(jié)流工作。在電能源方面需要我們從電力的生產(chǎn)、供應(yīng)以及消費(fèi)上進(jìn)行全程的節(jié)能監(jiān)控，降低電能的損壞，提升能源的利用率。
3.1合理的進(jìn)行變壓器容量的配置
相關(guān)的資料顯示，變壓器最大效率的發(fā)揮需要保證平均負(fù)荷率是其額定容量的55%到80%之間。但是在實(shí)際操作過(guò)程中，變壓器的功率及其負(fù)載數(shù)值是不斷變化的，并且存在超載運(yùn)作的可能性，所以在進(jìn)行變壓器容量選擇時(shí)不必硬按其最大功率來(lái)，應(yīng)根據(jù)線路正常功率水平來(lái)選擇。如果變壓器的容量配置過(guò)大，就會(huì)出現(xiàn)空載損耗加大現(xiàn)象；但是如果過(guò)小則會(huì)出現(xiàn)變壓器負(fù)載過(guò)大，超出其負(fù)荷，就會(huì)出現(xiàn)變壓器負(fù)載損耗問(wèn)題。
3.2合理進(jìn)行變壓器的類型和數(shù)量的選擇
在進(jìn)行變壓器的類型和數(shù)量的選擇時(shí)，要根據(jù)企業(yè)的現(xiàn)實(shí)需求來(lái)考慮，保證變壓器損耗的降低和企業(yè)能源需求的滿足。通常需要根據(jù)以下原則來(lái)進(jìn)行選擇：一是合理臺(tái)數(shù)的選擇。通常情況下企業(yè)的主要負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷，這就只需要裝設(shè)一臺(tái)變壓器；如果企業(yè)的一、二級(jí)負(fù)荷占的比例相對(duì)較高，需要兩個(gè)電源來(lái)供電，這種情況下需要裝設(shè)兩臺(tái)變壓器。部分特殊情況要進(jìn)行多臺(tái)小型變壓器的安裝，例如作業(yè)條件和運(yùn)輸條件限制的井下變電站。二是優(yōu)先進(jìn)行低能耗、高效率的變壓器的選擇[3]。變壓器自身的技能性能是整個(gè)線路技能的重要構(gòu)成，其可以有效改善空載時(shí)出現(xiàn)的漏磁損耗、鐵損耗以及負(fù)載時(shí)其負(fù)載電流在變壓器線圈上的電阻損耗。
3.3提高變壓器的功率
負(fù)載功率因素的波動(dòng)對(duì)變壓器的功率有重要的影響，功率的降低會(huì)影響變壓器的效率，增加變壓器的損耗。所有的用電設(shè)備都會(huì)消耗一定的無(wú)功功率，這是無(wú)法避免的，但是可以一定程度上降低這個(gè)消耗。通常在電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)安裝移相電容器，以此來(lái)降低負(fù)載的功率因素，降低無(wú)功功率的消耗。與此同時(shí)，移相電容器還可以降低設(shè)備用電的實(shí)際電流，一定程度上補(bǔ)償了無(wú)功電流，對(duì)提升整個(gè)變壓器的利用率以及降低線路的損耗等方面有極大的作用。
4.結(jié)語(yǔ)
社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及節(jié)能意識(shí)的不斷深入，變頻技能技術(shù)的應(yīng)用也將越來(lái)越廣泛。可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)的電能節(jié)能技術(shù)必然有變頻技能技術(shù)的一片天空，煤礦行業(yè)是電能消耗的重要行業(yè)之一，對(duì)其電機(jī)設(shè)備的變頻技能技術(shù)改造勢(shì)在必行。加強(qiáng)對(duì)其變頻技能技術(shù)的改造和應(yīng)用，可以有效的提升行業(yè)的生產(chǎn)效率，有效的提升電能的利用率，提升行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
摘要：節(jié)能安全，提高效率是當(dāng)前煤礦生產(chǎn)中最重要的兩條生產(chǎn)原則。在當(dāng)代科技迅速發(fā)展的今天，同時(shí)也面臨著嚴(yán)重的資源能源短缺的問(wèn)題，為了更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能安全，提高煤礦生產(chǎn)效率，就必須對(duì)煤礦的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，增大機(jī)電設(shè)備的使用性能，提高其技術(shù)含量。其中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用大大的提高了煤礦機(jī)電設(shè)備的節(jié)能性能和調(diào)節(jié)功能，使煤礦生產(chǎn)中所使用的機(jī)電設(shè)備的條件得到了很好的改善。現(xiàn)本文就通過(guò)分析變頻技術(shù)的應(yīng)用原理，來(lái)探討我國(guó)煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，并指出來(lái)變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用前景是非常廣闊的。
關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電設(shè)備 變頻節(jié)能 技術(shù)應(yīng)用
我國(guó)是一個(gè)煤礦資源豐富的煤礦大國(guó)，在我國(guó)的地表土層中，蘊(yùn)藏著巨大的煤礦資源。煤礦業(yè)的發(fā)展為我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)帶來(lái)很大的推動(dòng)作用。然而我國(guó)的煤礦開(kāi)采業(yè)的現(xiàn)狀卻依然不樂(lè)觀，遍布全國(guó)的煤礦中，尤其是一些小煤礦，其開(kāi)采技術(shù)還較為傳統(tǒng)落后，生產(chǎn)中的安全問(wèn)題依然沒(méi)有得到有效的保障，并且煤礦生產(chǎn)的效率較低，生產(chǎn)耗能較大。為了改變這一現(xiàn)狀，變頻節(jié)能技術(shù)逐漸被應(yīng)用在煤礦機(jī)電設(shè)備的技術(shù)中，在經(jīng)過(guò)理論與實(shí)踐的結(jié)合后，變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用中表現(xiàn)出良好的使用性能，具有很大的推廣應(yīng)用價(jià)值，在提高煤礦生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能安全和有效機(jī)械調(diào)節(jié)等方面有著重要的作用。
一、煤礦機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與原理
由于煤礦生產(chǎn)中，對(duì)于生產(chǎn)安全的問(wèn)題要求較為嚴(yán)格，所以變頻節(jié)能技術(shù)并沒(méi)有輕易的在煤礦機(jī)電設(shè)備中進(jìn)行應(yīng)用。但隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展以及節(jié)能理念的推廣，變頻節(jié)能技術(shù)逐漸被應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)的機(jī)電設(shè)備中，如礦井提升機(jī)、空壓機(jī)、采煤機(jī)、皮帶輸送機(jī)等。在經(jīng)過(guò)實(shí)踐應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)，采用節(jié)能變頻技術(shù)的機(jī)電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率大大提高，且比之前未采用該技術(shù)的同一機(jī)電設(shè)備的耗能量有了很大幅度的降低，同時(shí)也縮減了設(shè)備維修養(yǎng)護(hù)的開(kāi)支，促進(jìn)了煤礦產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升[1]。而為煤礦機(jī)電設(shè)備的性能改善作出很大貢獻(xiàn)的變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用原理是什么呢？原來(lái)變頻節(jié)能技術(shù)具有和其他傳統(tǒng)的交流電不一樣的特點(diǎn)，它主要運(yùn)用了變頻調(diào)速技術(shù)將交流電的固定頻率轉(zhuǎn)化成為了一種能夠被充分利用的變動(dòng)資源。
首先是在功率器件方面。經(jīng)過(guò)了 GTR IGBT的更替發(fā)展起來(lái)的智能功率模塊 IPM，能夠?qū)⒆冾l的功率不斷地增大。其次是壓頻比（U/f）控制方式得到很大改進(jìn)是控制理論上的革新，這方面的創(chuàng)新主要的是采用了矢量的控制辦法和進(jìn)行直接的轉(zhuǎn)矩控制，能夠?qū)?shí)際當(dāng)中的變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到更大的范圍內(nèi)。
其次是在新的研發(fā)方向上，出現(xiàn)了模糊自優(yōu)化控制和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等控制方法的創(chuàng)新，整個(gè)變頻技術(shù)的集成系統(tǒng)能夠獲得更大范圍上的集中，技術(shù)也由原來(lái)比較單一的數(shù)字信息處理，發(fā)展到目前比較先進(jìn)的高級(jí)專用集成電路。從單片機(jī)開(kāi)始，先后產(chǎn)生了數(shù)字信號(hào)處理器（DPS），精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)（RISC），出現(xiàn)的高級(jí)專用集成電路（ASIC）。最后是在整個(gè)變頻的功能上，獲得了越來(lái)越高的綜合應(yīng)用，不僅是具有比較基本的調(diào)速功能，而且還具有編程序參數(shù)辨識(shí)及通信等功能。利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的電能控制裝置稱作“變頻器”。變頻調(diào)速就是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的[2]。
二、變頻節(jié)能技術(shù)在我國(guó)煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用分析
2.1 在采煤機(jī)中的應(yīng)用
目前，采煤機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)已從“一拖二”發(fā)展到“一拖一”，我國(guó)能量回饋型四象限運(yùn)行的交流變頸調(diào)速采煤技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，國(guó)產(chǎn)電牽引采煤機(jī)行走功率最大 2×110KW，變頻器電壓380V，能夠?qū)崿F(xiàn)額定轉(zhuǎn)速下恒定轉(zhuǎn)矩調(diào)速，額定轉(zhuǎn)速以上恒定功率調(diào)速及兩臺(tái)變頻器之間的主從控制和轉(zhuǎn)矩平衡。從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況來(lái)看，四象限變頻器調(diào)速電牽引采煤機(jī)對(duì)大傾角工作面能較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩，維持牽引速度基本不變，機(jī)器沒(méi)有發(fā)生下滑跑車的現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制靈活。操作方便、速度調(diào)節(jié)可靠。
2.2 在提升機(jī)中的應(yīng)用
提升機(jī)是煤礦當(dāng)中的一項(xiàng)重要的機(jī)電設(shè)備，對(duì)煤礦的生產(chǎn)和人員安全有著重大的作用。傳統(tǒng)的采用在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路內(nèi)接入金屬電阻的方法雖然也能夠到達(dá)調(diào)速的目的，但是在實(shí)際當(dāng)中，常常會(huì)存在著很大的安全隱患和對(duì)電能的大量消耗。在提升機(jī)當(dāng)中使用變頻節(jié)能技術(shù)，主要的是選用交流四象限變頻調(diào)速系統(tǒng)配上變頻防爆提升機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)信息化的控制，在完備的輸入和輸出接口當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)的遠(yuǎn)程控制，確保提升機(jī)完成擔(dān)負(fù)著輸送物料和人員的重要任務(wù)[3]。
2.3 在皮帶輸送機(jī)中的應(yīng)用
變頻技術(shù)在皮帶機(jī)方面的應(yīng)用具有和提升機(jī)相同的原理。在皮帶將井下的煤炭運(yùn)送到地面上的過(guò)程當(dāng)中，更大地發(fā)揮摩擦力的牽引作用，通過(guò)張力變形和摩擦力帶動(dòng)物體在支撐輥輪上運(yùn)動(dòng)，成功地完成煤炭運(yùn)送工作。在傳統(tǒng)的皮帶機(jī)運(yùn)輸過(guò)程當(dāng)中，采用液力耦合器來(lái)實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的軟啟動(dòng)，這常常容易造成皮帶斷裂和老化。采用變頻技能技術(shù)主要是降低電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流波動(dòng)，減少機(jī)電內(nèi)內(nèi)的機(jī)械沖擊和發(fā)熱的情況。使得皮帶機(jī)的傳送功能能夠獲得最大的發(fā)揮，解決功率平均和同步問(wèn)題。
2.4 在流體負(fù)荷設(shè)備中的應(yīng)用
變頻節(jié)能技術(shù)在流體負(fù)荷設(shè)備中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在風(fēng)機(jī)和泵所采用的變頻調(diào)速。在風(fēng)機(jī)中變頻調(diào)速的應(yīng)用越來(lái)越多，同時(shí)出現(xiàn)了為煤礦特殊環(huán)境專門設(shè)計(jì)的變頻調(diào)速裝置。改造后的風(fēng)機(jī)，實(shí)際轉(zhuǎn)速較改進(jìn)前最低轉(zhuǎn)速下降了很多。電機(jī)實(shí)際輸出功率為改進(jìn)前前導(dǎo)器半關(guān)閉時(shí)的 1/3 風(fēng)量和風(fēng)壓，更加適合礦井特性，每年可節(jié)約大量的電費(fèi)。而變頻調(diào)速在礦區(qū)給水、給液用泵中應(yīng)用靈活，明顯降低了設(shè)備的機(jī)械沖擊，增加了工藝系統(tǒng)控制的靈活性，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。可以靈活的控制抽水泵的平滑起停、適時(shí)加減速，保證了井下液位的恒定，降低了泵空轉(zhuǎn)時(shí)間和頻繁起停帶來(lái)的大量能耗，機(jī)械設(shè)備的損耗也相應(yīng)降低，保證了生產(chǎn)的安全高效運(yùn)行。
就我礦來(lái)看，提升機(jī)等機(jī)電設(shè)備應(yīng)用了此變頻節(jié)能技術(shù)之后，其節(jié)能效果相當(dāng)好，節(jié)約了 20～30%的能源消耗。按照當(dāng)前變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用的現(xiàn)狀來(lái)看，其發(fā)展前景是非常廣闊的，尤其是在社會(huì)對(duì)能源需求量越來(lái)越大的情況下，使用高效節(jié)能安全的變頻節(jié)能技術(shù)必然成為煤礦機(jī)電設(shè)備發(fā)展的主要趨勢(shì)，除了現(xiàn)有的幾種已經(jīng)使用變頻節(jié)能技術(shù)的機(jī)電設(shè)備，還有很多其他的煤礦機(jī)電設(shè)備亟待改進(jìn)，為此，發(fā)展與之相匹配的變頻節(jié)能技術(shù)是非常有必要的。
【摘 要】 現(xiàn)如今經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，帶動(dòng)科學(xué)不斷地進(jìn)步，使得我國(guó)的煤炭行業(yè)在技術(shù)上和工藝上也出現(xiàn)了革新，這為我國(guó)現(xiàn)階段在提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)做出了很大的貢獻(xiàn)。但是，現(xiàn)階段我們的能源供應(yīng)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展步調(diào)不相一致，所以出現(xiàn)了能源供應(yīng)不足使得經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢的問(wèn)題。所以，在這一條件下，技術(shù)上改革創(chuàng)新成為下一步的目標(biāo)，然而，變頻節(jié)能技術(shù)正是這一目標(biāo)下的產(chǎn)物，它是一種特別有效的節(jié)能技術(shù)。本篇文章主要對(duì)其在煤礦中的應(yīng)用進(jìn)行一系列的探索與分析。
【關(guān)鍵詞】 機(jī)電設(shè)備 煤礦 變頻節(jié)能
1 引言
眾所周知，我國(guó)的煤炭?jī)?chǔ)備豐富，我國(guó)的地下有著巨大的煤礦資源。在我國(guó)的前期乃至當(dāng)下，煤礦業(yè)也有著舉足輕重的重要作用，對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。但是，我國(guó)現(xiàn)階段的煤礦開(kāi)采業(yè)卻很是蕭條，縱觀全國(guó)的煤礦，特別是一些小煤礦，他們的開(kāi)采技術(shù)很落后，而且職工的安全問(wèn)題得不到有力的保證，這造成了我國(guó)的煤炭采出率低下。所以我國(guó)加大技術(shù)創(chuàng)新的投入，最終使得變頻節(jié)能技術(shù)在各大煤礦中應(yīng)用越來(lái)越多，通過(guò)我們的實(shí)踐考察，變頻節(jié)能技術(shù)越發(fā)成熟，在機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用中效果較佳。同時(shí)變頻節(jié)能技術(shù)的出現(xiàn)在推動(dòng)我國(guó)煤炭業(yè)的發(fā)展，提高了采煤效率，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的節(jié)能和低碳，在安全上也有著巨大的意義。
2 變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及其原理
變頻節(jié)能技術(shù)在減少能源的消耗上起的的作用很是顯著，同時(shí)也是這一重因素使其在國(guó)際上的關(guān)注度也在節(jié)節(jié)攀升。對(duì)于其中的變頻調(diào)速技術(shù)來(lái)說(shuō)，它是一種很先進(jìn)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，它的優(yōu)勢(shì)在于它不僅能使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速最經(jīng)濟(jì)，同時(shí)還能達(dá)到節(jié)能的顯著目標(biāo)。變頻調(diào)速的主要革新在于其對(duì)電力半導(dǎo)體器件的利用更為有效，它利用半導(dǎo)體的通斷來(lái)控制電壓和一層不變的工頻交流電在一定情況下改變，讓其變成電壓可變或者頻率可變的交流電，通常我們稱這種控制裝置為“變頻器”。所謂變頻器的工作原理如下所示：主要的方式還是由交流變直流再變交流的方式，具體說(shuō)來(lái)就是通過(guò)整流器將工頻交流電轉(zhuǎn)變成直流電，最后在轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷嚎煽鼗蝾l率可控的交流電源，最后在供給電動(dòng)機(jī)使用的過(guò)程。一般來(lái)說(shuō)，這種變頻器的電路有以下幾個(gè)部分組成，分別是其控制作用的部分、其逆變作用的部分、起整流作用的部分和中間的直流部分。具體來(lái)說(shuō)，起逆流作用的部分是一種三相橋式逆變器IGBT，這種逆變器的不同在于其輸出的波形的脈沖寬度的，它是變頻技術(shù)的核心之一，所以在變頻節(jié)能技術(shù)中的地位和作用都是無(wú)與倫比的。而起整流作用的部分，它所用的是一種不可控的三相橋式整流器。下面在具體說(shuō)一下中間直流部分，它的作用也比較重要，主要的作用是對(duì)無(wú)功功率的緩沖和儲(chǔ)能并過(guò)濾脈沖波。
隨著國(guó)際大環(huán)境的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，近年來(lái)新的科技技術(shù)和成果迸發(fā)出現(xiàn)，這為變頻技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。變頻技術(shù)的能夠得到發(fā)展的優(yōu)勢(shì)在于：（1）在控制理論上，變頻的控制的模式不同于以前，它得到了較為完善的改進(jìn)，不僅如此，它在實(shí)踐中的應(yīng)用上包括矢量的控制模式和轉(zhuǎn)矩的控制模式上應(yīng)用非常廣。（2）在器件的功率上，三相橋式逆變器（TGBT）和GTR的應(yīng)用取得了很大的成功，并有著成為主流的發(fā)展趨勢(shì)。（3）在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的系統(tǒng)上，調(diào)速系統(tǒng)不論從準(zhǔn)確度還是集成的程度上，都取得了很大的進(jìn)步，性能也是有了較大的提高，例如在單片機(jī)中，數(shù)字信號(hào)處理器（DPS）、精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)（RISC）等都得到了較好的應(yīng)用。（4）在其功能上，現(xiàn)在的變頻器在綜合性能上越來(lái)越高，在操作上越來(lái)越智能化，現(xiàn)如今它不僅僅能夠完成我們需要的調(diào)速，而且還能再通信和參數(shù)的識(shí)別上取得較好的效果。
3 變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用分析
隨著變頻節(jié)能技術(shù)被越來(lái)越多的利用，可以發(fā)現(xiàn)它在節(jié)能和安全上有著很大的優(yōu)勢(shì)。就目前來(lái)講，它在煤礦行業(yè)中機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用就非常廣泛。筆者通過(guò)大量的文獻(xiàn)和實(shí)地的對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備的研究，將從其在提升機(jī)、采煤機(jī)、皮帶輸送機(jī)和流體負(fù)荷設(shè)備等上的應(yīng)用進(jìn)行一一論述。
3.1 提升機(jī)中變頻技術(shù)的應(yīng)用
首先，提升機(jī)在煤礦生產(chǎn)中的作用不言而喻，它是一種可以保障工作人員安全的機(jī)電設(shè)備，在生產(chǎn)過(guò)程中起著很良好的作用。比如傳統(tǒng)的將金屬電阻用于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路中，即使是能夠起到調(diào)速的作用，但是，真正的操作起來(lái)卻存在很多的問(wèn)題，特別是安全問(wèn)題，其次就是電能的消耗量非常大的問(wèn)題。然而我們現(xiàn)在所使用的變頻節(jié)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字信息化控制，它是將變頻防爆提升機(jī)和四象限變頻調(diào)速系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)用，提升機(jī)的遠(yuǎn)程控制可以用輸出和輸入接口控制，這樣做能夠保證物料和工作人員的安全高效的輸送。
3.2 變頻技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用
隨著變頻技術(shù)的應(yīng)用，采煤機(jī)中的變頻技術(shù)也得到了一定的運(yùn)用，以前的采煤機(jī)都是“一拖二”，而運(yùn)用了變頻技術(shù)之后可以實(shí)現(xiàn)“一拖一”，很大的提高了效益，現(xiàn)階段我國(guó)的采煤機(jī)的運(yùn)行功率大到近3000kw，相對(duì)應(yīng)的電壓是3300V，不僅能夠在額定轉(zhuǎn)速下完成恒定轉(zhuǎn)矩調(diào)速，而且還能再額定轉(zhuǎn)速之上時(shí)完成恒定功率調(diào)速，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)兩臺(tái)變頻器的轉(zhuǎn)矩平衡和主從控制。在實(shí)際的運(yùn)行中可以看出，四象變頻器的運(yùn)用可以對(duì)大傾角面的制動(dòng)力矩進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得牽引速度維持不變，不會(huì)出現(xiàn)機(jī)器下滑的問(wèn)題，這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：可靠的調(diào)節(jié)速度、操作方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制靈活等。
采煤機(jī)的控制。（1）采煤機(jī)的操作控制。首先就采煤機(jī)的停機(jī)和啟動(dòng)控制來(lái)說(shuō)，它是將磁力啟動(dòng)器先導(dǎo)和采煤機(jī)的控制回路通過(guò)一根控制芯線來(lái)連接，組成一個(gè)遠(yuǎn)程的閉合回路。當(dāng)通電后，采煤機(jī)左側(cè)的泵電機(jī)和割電機(jī)運(yùn)行，使得變壓器輸出575V的交流電，然后再供給變頻調(diào)速電控裝置。大概再過(guò)5-7s的延時(shí)后，右側(cè)的割電機(jī)啟動(dòng)。停機(jī)的過(guò)程有5個(gè)部分：變頻器箱蓋板上的總停按鈕1S2、左右端頭站的總停、左右遙控器的總停。在啟動(dòng)的電路中接進(jìn)了泵電機(jī)和割電機(jī)的溫接點(diǎn)。同時(shí)也將瓦斯接點(diǎn)與其他的故障接點(diǎn)一起接進(jìn)啟動(dòng)的電路中。所以，不論是那一臺(tái)檢測(cè)到瓦斯?jié)舛冗^(guò)高或溫度超限，都能斷開(kāi)回路，從而確保安全工作。（2）運(yùn)輸機(jī)控制。當(dāng)操作人員將變頻器腔蓋上的1S3按下時(shí)，就能夠在采煤機(jī)上對(duì)運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行停機(jī)的控制，但是也只能控制停機(jī)，不能控制運(yùn)輸機(jī)的啟動(dòng)。例如當(dāng)對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行檢修時(shí)，運(yùn)輸機(jī)應(yīng)該處于關(guān)閉狀態(tài)。（3）電磁閥控制。對(duì)于電磁閥來(lái)說(shuō)，采煤機(jī)上所使用的是五個(gè)隔爆電磁閥，他們分別對(duì)牽引機(jī)制動(dòng)閘的松、抱進(jìn)行控制，對(duì)采煤機(jī)上左右搖臂的升降進(jìn)行控制。具體操作如，左右搖臂的升降是通過(guò)，左右遙控器上的上行鍵、下行鍵或者是手動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。程序的制動(dòng)是通過(guò)PLC來(lái)控制的。
3.3 皮帶輸送機(jī)中變頻技術(shù)的應(yīng)用
變頻技術(shù)在皮帶的傳輸機(jī)中的運(yùn)用原理和在提升機(jī)中運(yùn)用的原理的相差無(wú)幾。皮帶傳輸機(jī)的原理主要是通過(guò)發(fā)揮摩擦力的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)模谶\(yùn)用了變頻技術(shù)后，它能夠更好的將摩擦力的作用發(fā)揮出來(lái)，從而能夠很好的實(shí)現(xiàn)煤炭的輸送。在過(guò)去的皮帶傳輸機(jī)中，通常是對(duì)皮帶進(jìn)行軟啟動(dòng)，這樣一來(lái)很容易出現(xiàn)一些問(wèn)題，這樣做會(huì)使皮帶出現(xiàn)易老化，甚至斷裂的情況。運(yùn)用了新技術(shù)之后，變頻技術(shù)能夠?qū)㈦姍C(jī)的啟動(dòng)電流降低，此外還能避免一些機(jī)械沖擊和機(jī)械過(guò)熱的現(xiàn)象。如此一來(lái)就很好的解決了功率平均和同步的問(wèn)題，能夠最大限度的提高傳輸機(jī)的效率。
3.4 流體負(fù)荷設(shè)備中變頻技術(shù)的應(yīng)用
流體負(fù)荷設(shè)備中變頻技術(shù)的運(yùn)用主要是在風(fēng)機(jī)和泵中的變頻調(diào)速中體現(xiàn)出來(lái)，就日前來(lái)說(shuō)，變頻調(diào)速在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用越來(lái)越廣，甚至是在一些特殊的情況中也能夠使用，例如煤礦。與沒(méi)有改進(jìn)的風(fēng)機(jī)相比，改進(jìn)后的實(shí)際轉(zhuǎn)速降低了，能夠滿足煤礦中轉(zhuǎn)速的需求，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)完成正常工作的前提下減少了電能的消耗，為企業(yè)的節(jié)約了電費(fèi)。變頻技術(shù)在泵中的應(yīng)用也數(shù)見(jiàn)不鮮，在煤礦給水的靈活運(yùn)用就比之以前對(duì)機(jī)械的沖擊大大降低，同時(shí)使得整個(gè)工藝流程變得靈活。此外，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)抽水泵的加速和減速的控制，啟動(dòng)和停機(jī)的控制更加靈活。能夠保持井下液位不變，從而減少了泵的頻繁啟停和空轉(zhuǎn)的時(shí)間所引起的能量消耗，而且還降低了設(shè)備的機(jī)械損耗，保障了煤炭業(yè)的高效安全運(yùn)作。
4 在煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的展望
眾所周知，自從變頻技術(shù)的出現(xiàn)，其在煤礦中的應(yīng)用也越來(lái)越多，對(duì)我國(guó)的煤炭業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了強(qiáng)大的技術(shù)支持，因此不難看出其在未來(lái)的發(fā)展?fàn)顩r必將很大。同時(shí)隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)的日趨發(fā)展，煤炭業(yè)對(duì)變頻技術(shù)的應(yīng)用也將是一大趨勢(shì)。我國(guó)的礦產(chǎn)資源豐富，所以在未來(lái)必會(huì)有很多的礦山需要開(kāi)采，當(dāng)然對(duì)機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用就不可少，所以與之對(duì)應(yīng)的變頻節(jié)能技術(shù)就會(huì)在節(jié)能方面發(fā)揮著巨大的作用。綜上所述，未來(lái)是個(gè)技術(shù)化時(shí)代，所以變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦的設(shè)備中的應(yīng)用必將前途光明。
5 結(jié)語(yǔ)
我國(guó)是一個(gè)地大物博，礦產(chǎn)資源極其豐富的國(guó)家。所以煤礦在數(shù)量和規(guī)模上都是非常大的，當(dāng)然對(duì)于機(jī)電設(shè)備的使用量也就非常巨大。這就為變頻技術(shù)的發(fā)展提供了肥沃的土壤。在我國(guó)，我們一直倡導(dǎo)節(jié)能減排、低碳環(huán)保，所以在煤炭的開(kāi)采中實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、提高效率的目標(biāo)就得依靠技術(shù)的革新，然而變頻技術(shù)能夠滿足上述目標(biāo)，所以在我國(guó)的煤炭業(yè)中推廣這一技術(shù)，不僅為企業(yè)帶來(lái)巨大的效益，甚至對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展都具有一定的推動(dòng)作用。
摘 要：相較其他國(guó)家而言，我國(guó)煤礦井下機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)與科學(xué)管理水平較為落后，礦井環(huán)境信息很難實(shí)現(xiàn)控制和共享。筆者結(jié)合了傳統(tǒng)煤礦機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)模式的基礎(chǔ)上，提出了一種基于變頻節(jié)能技術(shù)的煤礦機(jī)電設(shè)備安全生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了井上監(jiān)控與井下煤礦自控，本文著重闡述了變頻節(jié)能技術(shù)的安全生產(chǎn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，希望對(duì)我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)有所助益。
關(guān)鍵字：煤礦；變頻節(jié)能技術(shù)；機(jī)電設(shè)備；應(yīng)用
當(dāng)前，我國(guó)的煤礦開(kāi)采業(yè)的現(xiàn)狀很不樂(lè)觀，遍布全國(guó)的煤礦中，尤其是一些小煤礦，其開(kāi)采技術(shù)還較為傳統(tǒng)落后，生產(chǎn)中的安全問(wèn)題依然沒(méi)有得到有效的保障，并且煤礦生產(chǎn)的效率較低，生產(chǎn)耗能較大。為了改變這一現(xiàn)狀，變頻節(jié)能技術(shù)逐漸被應(yīng)用在煤礦機(jī)電設(shè)備的技術(shù)中，在經(jīng)過(guò)理論與實(shí)踐的結(jié)合后，變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用中表現(xiàn)出良好的使用性能，具有很大的推廣應(yīng)用價(jià)值，在提高煤礦生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能安全和有效機(jī)械調(diào)節(jié)等方面有著重要的作用。
一、變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用準(zhǔn)備
1. 規(guī)范制度，端正思想
我們知道，一個(gè)良好的組織機(jī)構(gòu)，除具備較好的運(yùn)行機(jī)制和管理制度之外，還應(yīng)該具有健全的崗位制度而且能夠?qū)⒅瀼貓?zhí)行。因此，井下機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)在煤礦井下排水的應(yīng)用過(guò)程中，我們很需要一個(gè)合適的技術(shù)管理結(jié)構(gòu)，以便于明確各個(gè)技術(shù)人員的職權(quán)問(wèn)題，保證個(gè)人任務(wù)到位，避免權(quán)力交叉和責(zé)任推諉的現(xiàn)象發(fā)生，這些問(wèn)題都可以通過(guò)建立健全的崗位責(zé)任制度得以解決。
2. 加強(qiáng)煤礦機(jī)電設(shè)備管理
對(duì)于煤礦機(jī)電設(shè)備控制而言，加強(qiáng)設(shè)備巡視管理工作的重要性可見(jiàn)一斑，預(yù)防設(shè)備異常的發(fā)生是煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理的主要內(nèi)容。為了保障煤礦機(jī)電設(shè)備的安全性與使用性，應(yīng)該建立完善的設(shè)備定檢制度，井下機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)備需要進(jìn)行定期的檢測(cè)，對(duì)于一些使用頻率高的機(jī)械設(shè)備，更是要依據(jù)規(guī)定檢測(cè)并建立相應(yīng)的維護(hù)記錄以隨時(shí)了解其運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，保證其正常的運(yùn)行和及時(shí)的維護(hù)。
3. 提高煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化的技術(shù)管理
由于煤礦機(jī)電設(shè)備控制存在很大程度上的特殊性，而作為貫徹于自動(dòng)化控制整個(gè)流程的重要要素，技術(shù)管理在中的作用不容小覷。利用收集到的信息對(duì)生產(chǎn)、資源活動(dòng)進(jìn)行整改，并指導(dǎo)施工作業(yè)；還可以預(yù)見(jiàn)資源管理風(fēng)險(xiǎn)，采取一系列的事前措施，給煤礦企業(yè)的安全運(yùn)營(yíng)提供信息，將運(yùn)營(yíng)事故突發(fā)率降至最低。
二、變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用
1.井下變頻器漏泄通信綜合系統(tǒng)
變頻器漏泄通信綜合傳輸系統(tǒng)最早由加拿大礦通公司研發(fā)并使用，如今已廣泛被世界煤礦公司作為煤礦變頻器漏泄通信系統(tǒng)，技術(shù)上具有很強(qiáng)的綜合服務(wù)的能力，一定程度上也表現(xiàn)了國(guó)際先進(jìn)的煤礦變頻器通信傳輸水平。該系統(tǒng)提供了十六路單向模擬視頻通道和三十二路語(yǔ)音/數(shù)據(jù)通道，可以很好地實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)過(guò)程中各種信號(hào)的傳輸。在變頻器漏泄系統(tǒng)的中心是前端單元，并從中延伸出四條漏泄電纜，分別連接井下四個(gè)不同方向，同時(shí)也接地面天線，以確保地面移動(dòng)通信的穩(wěn)定性。上行信號(hào)占用帶寬經(jīng)解復(fù)用后輸出給相應(yīng)的監(jiān)測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)或電話交換系統(tǒng)；下行信號(hào)經(jīng)頻分復(fù)用調(diào)制在規(guī)定頻率范圍內(nèi)，并將信號(hào)送入變頻器漏泄電纜下行傳輸。十六路視頻信號(hào)單向上行，并連接相應(yīng)的監(jiān)視器顯示數(shù)據(jù)。
2.故障檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
作為煤礦安全生產(chǎn)檢測(cè)工作的關(guān)鍵性內(nèi)容，信息的獲得無(wú)疑至關(guān)重要，而獲得信息的主要手段就是故障檢測(cè)技術(shù)。在煤礦變頻器自控系統(tǒng)中，通過(guò)煤礦安全生產(chǎn)現(xiàn)有的客觀資料，我們可以初步確定遠(yuǎn)程檢測(cè)的初始方案，進(jìn)而在煤礦運(yùn)營(yíng)過(guò)程中根據(jù)故障檢測(cè)數(shù)值、經(jīng)驗(yàn)方法等內(nèi)容，開(kāi)展反饋分析等工作，修正初步方案與施工網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，以保證工程按照最優(yōu)的設(shè)計(jì)與施工方案進(jìn)行。因此，變頻器故障檢測(cè)工作的重要性也就顯而易見(jiàn)了。針對(duì)我國(guó)煤礦井下開(kāi)采中的一些不安全因素，變頻器故障檢測(cè)技術(shù)在遠(yuǎn)程檢測(cè)中的應(yīng)用能夠很好的解決此類問(wèn)題，它不但可以很好地掌握工程的工作運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，利用檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)流量方案進(jìn)行整改，并指導(dǎo)開(kāi)采質(zhì)量作業(yè)；還可以預(yù)見(jiàn)事故風(fēng)險(xiǎn)，采取一系列的事前措施，給建筑的安全管理提供信息，保證了煤礦安全生產(chǎn)的穩(wěn)定性。
3. 高壓節(jié)能監(jiān)測(cè)技術(shù)及全自動(dòng)變頻恒溫運(yùn)行
作為煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控工作的關(guān)鍵性內(nèi)容，信息的獲得無(wú)疑至關(guān)重要，而獲得信息的主要手段就是監(jiān)測(cè)技術(shù)。在煤礦高壓節(jié)能模式下，通過(guò)煤礦安全生產(chǎn)現(xiàn)有的客觀資料，我們可以初步確定遠(yuǎn)程監(jiān)控的初始方案，進(jìn)而在煤礦工程運(yùn)營(yíng)過(guò)程中根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)值、經(jīng)驗(yàn)方法等內(nèi)容，開(kāi)展反饋分析等工作，修正初步方案與施工網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，以保證工程按照最優(yōu)的設(shè)計(jì)與施工方案進(jìn)行。因此，變頻器監(jiān)控工作的重要性也就顯而易見(jiàn)了。針對(duì)我國(guó)煤礦工程質(zhì)量中的一些不安全因素，變頻器監(jiān)測(cè)技術(shù)在遠(yuǎn)程監(jiān)控中的應(yīng)用能夠很好的解決此類問(wèn)題，它不但可以很好地掌握工程的工作運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，利用監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)對(duì)流量方案進(jìn)行整改，并指導(dǎo)開(kāi)采質(zhì)量作業(yè)；還可以預(yù)見(jiàn)事故風(fēng)險(xiǎn)，采取一系列的事前措施，給煤礦的安全管理提供信息，將事故突發(fā)率降至最低。
4. 井下帶式輸送機(jī)通信綜合系統(tǒng)
帶式輸送機(jī)通信綜合傳輸系統(tǒng)最早由加拿大礦通公司研發(fā)并使用，如今已廣泛被世界煤礦公司作為煤礦帶式輸送機(jī)通信系統(tǒng)，技術(shù)上具有很強(qiáng)的綜合服務(wù)的能力，一定程度上也表現(xiàn)了國(guó)際先進(jìn)的煤礦帶式輸送機(jī)通信傳輸水平。該系統(tǒng)提供了十六路單向模擬視頻通道和三十二路語(yǔ)音/數(shù)據(jù)通道，可以很好地實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)過(guò)程中各種信號(hào)的傳輸。在帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的中心是前端單元，并從中延伸出四條電纜，分別連接井下四個(gè)不同方向，同時(shí)也接地面天線，以確保地面移動(dòng)通信的穩(wěn)定性。上行信號(hào)占用帶寬經(jīng)解復(fù)用后輸出給相應(yīng)的監(jiān)測(cè)、控制系統(tǒng)或電話交換系統(tǒng)；下行信號(hào)經(jīng)頻分復(fù)用調(diào)制在規(guī)定頻率范圍內(nèi)，并將信號(hào)送入帶式輸送機(jī)電纜下行傳輸。
三、結(jié)束語(yǔ)
當(dāng)前，變頻節(jié)能技術(shù)具備非常強(qiáng)大的控制功能，在主菜單和與源功能的有機(jī)結(jié)合的基礎(chǔ)上，通過(guò)引入智能軟件技術(shù)和監(jiān)測(cè)技術(shù)，并在多個(gè)領(lǐng)域結(jié)合彼此，相互滲透，從而給煤礦機(jī)電設(shè)備領(lǐng)域帶來(lái)了強(qiáng)烈的生命力。如今變頻節(jié)能技術(shù)的發(fā)展方向無(wú)疑是系統(tǒng)化、智能化與小型化，以確保在煤礦井下帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)使用變頻節(jié)能技術(shù)的同時(shí)，能夠很好地滿足煤礦井下帶式輸送機(jī)控制的安全需求，并最終減免工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效改善煤礦井下環(huán)境，以達(dá)到節(jié)約生產(chǎn)能耗的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
【摘 要】隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在我國(guó)煤炭生產(chǎn)行業(yè)中也不斷的應(yīng)用新技術(shù)、新工藝。并且取得了較大程度上的提高，為整個(gè)行業(yè)的水平提高以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都作出了貢獻(xiàn)。但在目前情況下，我國(guó)的能源供給增長(zhǎng)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不能保持一定的一致性，所以節(jié)能安全和提高效率就是當(dāng)前煤礦生產(chǎn)中最重要的生產(chǎn)原則了，因此，必須通過(guò)"開(kāi)源節(jié)流"的辦法及時(shí)而有效的解決能源供給問(wèn)題。在這一背景之下，變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它是一種效果較好的節(jié)流方法？。現(xiàn)本文就通過(guò)分析變頻技術(shù)的應(yīng)用原理，來(lái)探討我國(guó)煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，并指出來(lái)變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用前景是非常廣闊的。
【關(guān)鍵詞】煤礦；機(jī)電設(shè)備；變頻節(jié)能；技術(shù)應(yīng)用
我國(guó)的礦產(chǎn)資源比較豐富，在地表土層中蘊(yùn)藏著巨大的煤礦資源，煤礦業(yè)對(duì)推動(dòng)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展是顯而易見(jiàn)的，先以成為帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的重要的中堅(jiān)力量。然而我國(guó)的煤礦開(kāi)采業(yè)的現(xiàn)狀卻依然不樂(lè)觀，遍布全國(guó)的煤礦中，尤其是一些小煤礦，其開(kāi)采技術(shù)還較為傳統(tǒng)落后，生產(chǎn)中的安全問(wèn)題依然沒(méi)有得到有效的保障，并且煤礦生產(chǎn)的效率較低，生產(chǎn)耗能較大。為了改變這一現(xiàn)狀，變頻節(jié)能技術(shù)逐漸被應(yīng)用在煤礦機(jī)電設(shè)備的技術(shù)中，在經(jīng)過(guò)理論與實(shí)踐的結(jié)合后，變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用中表現(xiàn)出良好的使用性能，具有很大的推廣應(yīng)用價(jià)值，在提高煤礦生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能安全和有效機(jī)械調(diào)節(jié)等方面有著重要的作用。
1 煤礦機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與原理
由于煤礦生產(chǎn)中，對(duì)于生產(chǎn)安全的問(wèn)題要求較為嚴(yán)格，所以變頻節(jié)能技術(shù)并沒(méi)有輕易的在煤礦機(jī)電設(shè)備中進(jìn)行應(yīng)用。但隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展以及節(jié)能理念的推廣，變頻節(jié)能技術(shù)逐漸被應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)的機(jī)電設(shè)備中，如礦井提升機(jī)、空壓機(jī)、采煤機(jī)、皮帶輸送機(jī)等。在經(jīng)過(guò)實(shí)踐應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)，采用節(jié)能變頻技術(shù)的機(jī)電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率大大提高，且比之前未采用該技術(shù)的同一機(jī)電設(shè)備的耗能量有了很大幅度的降低，同時(shí)也縮減了設(shè)備維修養(yǎng)護(hù)的開(kāi)支，促進(jìn)了煤礦產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。
而為煤礦機(jī)電設(shè)備的性能改善作出很大貢獻(xiàn)的變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用原理是什么呢？原來(lái)變頻節(jié)能技術(shù)具有和其他傳統(tǒng)的交流電不一樣的特點(diǎn)，它主要運(yùn)用了變頻調(diào)速技術(shù)將交流電的固定頻率轉(zhuǎn)化成為了一種能夠被充分利用的變動(dòng)資源。首先是在功率器件方面。經(jīng)過(guò)了GTR IGBT 的更替發(fā)展起來(lái)的智能功率模塊IPM，能夠?qū)⒆冾l的功率不斷地增大。其次是壓頻比（U/f）控制方式得到很大改進(jìn)是控制理論上的革新，這方面的創(chuàng)新主要的是采用了矢量的控制辦法和進(jìn)行直接的轉(zhuǎn)矩控制，能夠?qū)?shí)際當(dāng)中的變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到更大的范圍內(nèi)。
其次是在新的研發(fā)方向上，出現(xiàn)了模糊自優(yōu)化控制和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等控制方法的創(chuàng)新，整個(gè)變頻技術(shù)的集成系統(tǒng)能夠獲得更大范圍上的集中，技術(shù)也由原來(lái)比較單一的數(shù)字信息處理，發(fā)展到目前比較先進(jìn)的高級(jí)專用集成電路。從單片機(jī)開(kāi)始，先后產(chǎn)生了數(shù)字信號(hào)處理器（DPS），精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)（RISC），出現(xiàn)的高級(jí)專用集成電路（ASIC）。
最后是在整個(gè)變頻的功能上，獲得了越來(lái)越高的綜合應(yīng)用，不僅是具有比較基本的調(diào)速功能，而且還具有編程序參數(shù)辨識(shí)及通信等功能。利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的電能控制裝置稱作“變頻器”。變頻調(diào)速就是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的。
2 變頻節(jié)能技術(shù)在我國(guó)煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用分析
在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的發(fā)展后，變頻節(jié)能技術(shù)在我國(guó)煤礦機(jī)電設(shè)備的技術(shù)中逐漸得到了廣泛的應(yīng)用。筆者結(jié)合自身對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備的了解以及對(duì)節(jié)能變頻技術(shù)的深入研究，對(duì)變頻節(jié)能技術(shù)在采煤機(jī)、提升機(jī)、皮帶輸送機(jī)以及流體負(fù)荷設(shè)備等煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用做出以下分析：
2.1 在采煤機(jī)中的應(yīng)用
目前，采煤機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)已從“一拖二”發(fā)展到“一拖一”，我國(guó)能量回饋型四象限運(yùn)行的交流變頸調(diào)速采煤技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，國(guó)產(chǎn)電牽引采煤機(jī)行走功率最大2×110KW，變頻器電壓380V，能夠?qū)崿F(xiàn)額定轉(zhuǎn)速下恒定轉(zhuǎn)矩調(diào)速，額定轉(zhuǎn)速以上恒定功率調(diào)速及兩臺(tái)變頻器之間的主從控制和轉(zhuǎn)矩平衡。從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況來(lái)看，四象限變頻器調(diào)速電牽引采煤機(jī)對(duì)大傾角工作面能較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩，維持牽引速度基本不變，機(jī)器沒(méi)有發(fā)生下滑跑車的現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制靈活。操作方便、速度調(diào)節(jié)可靠。
2.2 在提升機(jī)中的應(yīng)用
提升機(jī)是煤礦當(dāng)中的一項(xiàng)重要的機(jī)電設(shè)備，對(duì)煤礦的生產(chǎn)和人員安全有著重大的作用。傳統(tǒng)的采用在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路內(nèi)接入金屬電阻的方法雖然也能夠到達(dá)調(diào)速的目的，但是在實(shí)際當(dāng)中，常常會(huì)存在著很大的安全隱患和對(duì)電能的大量消耗。在提升機(jī)當(dāng)中使用變頻節(jié)能技術(shù)，主要的是選用交流四象限變頻調(diào)速系統(tǒng)配上變頻防爆提升機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)信息的化的控制，在完備的輸入和輸出接口當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)的遠(yuǎn)程控制，確保提升機(jī)完成擔(dān)負(fù)著輸送物料和人員的重要任務(wù)。
2.3 在皮帶輸送機(jī)中的應(yīng)用
變頻技術(shù)在皮帶機(jī)方面的應(yīng)用具有和提升機(jī)相同的原理。在皮帶將井下的煤炭運(yùn)送到地面上的過(guò)程當(dāng)中，更大地發(fā)揮摩擦力的牽引作用，通過(guò)張力變形和摩擦力帶動(dòng)物體在支撐輥輪上運(yùn)動(dòng)，成功地完成煤炭運(yùn)送工作。在傳統(tǒng)的皮帶機(jī)運(yùn)輸過(guò)程當(dāng)中，采用液力耦合器來(lái)實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的軟啟動(dòng)，這常常容易造成皮帶斷裂和老化。采用變頻技能技術(shù)主要是降低電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流波動(dòng)，減少機(jī)電內(nèi)內(nèi)的機(jī)械沖擊和發(fā)熱的情況。使得皮帶機(jī)的傳送功能能夠獲得最大的發(fā)揮，解決功率平均和同步問(wèn)題。
2.4 在流體負(fù)荷設(shè)備中的應(yīng)用
變頻節(jié)能技術(shù)在流體負(fù)荷設(shè)備中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在風(fēng)機(jī)和泵所采用的變頻調(diào)速。在風(fēng)機(jī)中變頻調(diào)速的應(yīng)用越來(lái)越多，同時(shí)出現(xiàn)了為煤礦特殊環(huán)境專門設(shè)計(jì)的變頻調(diào)速裝置。改造后的風(fēng)機(jī)，實(shí)際轉(zhuǎn)速較改進(jìn)前最低轉(zhuǎn)速下降了很多。電機(jī)實(shí)際輸出功率為改進(jìn)前前導(dǎo)器半關(guān)閉時(shí)的1/3 風(fēng)量和風(fēng)壓，更加適合礦井特性，每年可節(jié)約大量的電費(fèi)。而變頻調(diào)速在礦區(qū)給水、給液用泵中應(yīng)用靈活，明顯降低了設(shè)備的機(jī)械沖擊，增加了工藝系統(tǒng)控制的靈活性，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。可以靈活的控制抽水泵的平滑起停、適時(shí)加減速，保證了井下液位的恒定，降低了泵空轉(zhuǎn)時(shí)間和頻繁起停帶來(lái)的大量能耗，機(jī)械設(shè)備的損耗也相應(yīng)降低，保證了生產(chǎn)的安全高效運(yùn)行。
3 結(jié)束語(yǔ)
就我礦來(lái)看，提升機(jī)等機(jī)電設(shè)備應(yīng)用了此變頻節(jié)能技術(shù)之后，其節(jié)能效果相當(dāng)好，節(jié)約了20～30%的能源消耗。按照當(dāng)前變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用的現(xiàn)狀來(lái)看，其發(fā)展前景是非常廣闊的，尤其是在社會(huì)對(duì)能源需求量越來(lái)越大的情況下，使用高效節(jié)能安全的變頻節(jié)能技術(shù)必然成為煤礦機(jī)電設(shè)備發(fā)展的主要趨勢(shì)，除了現(xiàn)有的幾種已經(jīng)使用變頻節(jié)能技術(shù)的機(jī)電設(shè)備，還有很多其他的煤礦機(jī)電設(shè)備亟待改進(jìn)，為此，發(fā)展與之相匹配的變頻節(jié)能技術(shù)是非常有必要的。