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摘要：變頻控制技術(shù)具有高效、安全且快捷等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中。煤礦開采過程中，需要巨大的耗能，其中電耗占有很大的比例。然而，在能量消耗的過程中，卻存在很大的浪費(fèi)。基于此，本研究在概述變頻控制技術(shù)相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)階段我國變頻控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并重點(diǎn)分析了變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用和節(jié)能情況，以希望提高煤礦行業(yè)的節(jié)能水平，進(jìn)而促進(jìn)煤礦行業(yè)的健康穩(wěn)步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：煤礦；機(jī)電設(shè)備；變頻控制技術(shù)；節(jié)能

煤礦機(jī)電設(shè)備是煤礦企業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的重要設(shè)備，隨著現(xiàn)代化設(shè)備水平的逐步提高，煤礦機(jī)電設(shè)備在煤礦企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展中占據(jù)日益重要的作用。在我國綠色節(jié)能理念逐漸深化的今天，對煤礦機(jī)電設(shè)備的節(jié)能情況更是提出了更高的要求。變頻控制技術(shù)是一種新興的綜合性技術(shù)，集計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)等諸多優(yōu)勢為一體，因而具有高效、安全以及節(jié)能等諸多優(yōu)勢，進(jìn)而被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域[1]。變頻控制技術(shù)在應(yīng)用的過程中，對我國各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展起到了顯著的效果。因此，本研究重點(diǎn)對變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用和節(jié)能情況進(jìn)行了探討。

1變頻控制技術(shù)相關(guān)理論概述

變頻控制技術(shù)是一種強(qiáng)弱電混合以及機(jī)電一體的綜合性技術(shù)，同時(shí)也是對電動傳動技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電力電子技術(shù)的綜合利用，還是一種新興的技術(shù)[2]。變頻控制技術(shù)主要是指在電力半導(dǎo)體器件通斷作用下，對電源頻率進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化以改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的一種裝置。變頻控制技術(shù)的原理，如圖1所示。變頻控制技術(shù)的基本原理的本質(zhì)是將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡缓髮⒅绷麟娹D(zhuǎn)換為不同的交流電的過程，并在轉(zhuǎn)換的過程中僅進(jìn)行頻率的變化。在半導(dǎo)體技術(shù)飛速發(fā)展的今天，變頻控制技術(shù)也獲得了飛速的發(fā)展，尤其是在性能方面和功能方面均更加符合現(xiàn)代社會發(fā)展的需求。在煤礦開采的過程中，隨著時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，對其也提出了更高的要求。變頻控制技術(shù)的應(yīng)用能夠滿足煤礦行業(yè)發(fā)展的各種需求。因此，本研究對變頻控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

2現(xiàn)階段我國變頻控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，我國關(guān)于變頻控制技術(shù)的理論研究和應(yīng)用方面已經(jīng)獲得了較快的發(fā)展，并在實(shí)際的應(yīng)用中取得了諸多顯著的成就。從控制理論這一角度來說，壓頻比控制方式獲得了很大的改進(jìn)，轉(zhuǎn)矩直接控制以及矢量控制方式在變頻器中的應(yīng)用也十分廣泛。與此同時(shí)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方式以及模糊自優(yōu)化控制方式正成為目前研究的新方向。從功能這一角度來說，變頻控制技術(shù)的綜合化程度呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢。與此同時(shí)，變頻控制技術(shù)除了具有基本的調(diào)速功能外，還具有內(nèi)置參數(shù)識別、通信以及可編程序等功能。從功率器件這一角度來說，經(jīng)過GTR以及IGBT的更新，逐漸發(fā)展成為智能功率模塊。隨著變頻控制技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，其應(yīng)用于煤礦機(jī)電設(shè)備的過程中，也發(fā)生了很大改變。在煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的過程中，部分煤礦企業(yè)將現(xiàn)有的機(jī)電設(shè)備矢量控制方法進(jìn)行完善和創(chuàng)新，同時(shí)還積極采用直接轉(zhuǎn)矩的形式進(jìn)行控制，這不僅能夠降低煤礦在開采和生產(chǎn)過程中的能源損耗，還能夠進(jìn)一步提高能源的使用率。同時(shí)，在變頻控制技術(shù)大力發(fā)展的過程中，煤礦機(jī)電設(shè)備應(yīng)用變頻控制技術(shù)時(shí)，也逐漸朝著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等方向進(jìn)行創(chuàng)新和發(fā)展。總之，變頻控制技術(shù)對煤礦行業(yè)的發(fā)展有重要的影響。

3變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用與節(jié)能

（1）在提升機(jī)中的應(yīng)用與節(jié)能。在煤礦開采和生產(chǎn)的過程中，提升機(jī)的重要性是不言而喻的。提升機(jī)的主要作用就在于安全傳運(yùn)工作人員以及物料等。傳統(tǒng)的傳運(yùn)技術(shù)主要是通過金屬電阻的方式，對帶動電機(jī)進(jìn)行控制，并結(jié)合接觸器等切除電阻的方式實(shí)現(xiàn)調(diào)速。然而，傳統(tǒng)的傳運(yùn)技術(shù)卻存在一定的局限。其中，電阻消耗過大，散熱不理想、較小的調(diào)速范圍以及較低的精確度等都是亟待解決和完善的問題。變頻控制技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用，能夠優(yōu)化傳統(tǒng)傳運(yùn)技術(shù)中存在的問題。變頻控制技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過程中，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾方面：第一，與編程器結(jié)合，并通過編輯制定變換的方式實(shí)現(xiàn)對電控系統(tǒng)中繼電器邏輯關(guān)系的控制，且能夠促使電路圖和梯形相互轉(zhuǎn)換，進(jìn)而能夠合理控制提升機(jī)的運(yùn)行過程，確保齊全能夠勻速運(yùn)行。第二，在控制繼電器的過程中，采用的外部線路也比較少，因?yàn)槟軌驕p少繼電器數(shù)量，同時(shí)也能夠提高空間的利用率，以及降低故障的發(fā)生。最后，在處理故障的過程中，能夠通過編程器的顯示屏，排查故障，因而能夠提高工作的效率和水平。總之，變頻控制技術(shù)的應(yīng)用，對于煤礦機(jī)電設(shè)備來說，不僅能夠起到保護(hù)提升機(jī)的作用，還能夠起到降低電能損耗的作用，更能夠起到節(jié)能環(huán)保，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的作用。因此，應(yīng)將變頻控制技術(shù)應(yīng)用于煤礦機(jī)電設(shè)備中。（2）在通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用與節(jié)能。通風(fēng)機(jī)是煤礦作業(yè)中重要的設(shè)備，對煤礦作業(yè)的質(zhì)量和效率有重要的影響。在進(jìn)行煤礦作業(yè)的過程中，隨著開采深度和工作壓力的增加，對通風(fēng)機(jī)設(shè)備的質(zhì)量也有更高的要求。變頻控制技術(shù)在應(yīng)用通風(fēng)機(jī)設(shè)備中，不僅能夠有效調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小，還能夠起到減少能源損耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。這主要是由于在開采深度不斷增加的情況下，風(fēng)壓也增加，進(jìn)而就需要增加通風(fēng)機(jī)的功率。因此，如何合理使用通風(fēng)機(jī)，并促使其達(dá)到最大功率就是急需解決的問題之一。變頻控制技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過程中，能夠從實(shí)際的情況出發(fā)，改變風(fēng)力的大小，并依據(jù)煤礦開采巷道的方向調(diào)速，因而能夠解決資源。同時(shí)，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，還能夠?qū)崿F(xiàn)變頻軟啟動，因而能夠降低甚至避免由于電流過大對電網(wǎng)造成沖擊，進(jìn)而能夠降低危險(xiǎn)事故的發(fā)生。另外，變頻控制技術(shù)的應(yīng)用，還能夠促使通風(fēng)機(jī)避免在滿負(fù)荷的狀態(tài)下工作，進(jìn)而能夠增強(qiáng)通風(fēng)機(jī)的使用壽命，并減少維修次數(shù)，從而節(jié)約資源。（3）在皮帶機(jī)中的應(yīng)用與節(jié)能。皮帶機(jī)在啟動運(yùn)行的過程中，采用的方式主要是轉(zhuǎn)子串接電阻以改善轉(zhuǎn)矩或者采用減壓空載啟動的方式進(jìn)行的，因而啟動的時(shí)間較短。如果在啟動的過程中，皮帶沒有很好的韌性，在長時(shí)間的運(yùn)行過程中，就會出現(xiàn)的斷裂等情況。同時(shí)，皮帶機(jī)在運(yùn)行的過程中，會產(chǎn)生很大的電流，進(jìn)而會對電網(wǎng)造成強(qiáng)烈的沖擊，從而增加危險(xiǎn)發(fā)生的概率。變頻控制技術(shù)在應(yīng)用過程中，能夠?qū)Σ涣嫉倪\(yùn)行方式進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)而增加皮帶的韌性，從而減少風(fēng)險(xiǎn)事故的發(fā)生。另外，在應(yīng)用的過程中，還能夠依據(jù)機(jī)電設(shè)備本身的負(fù)荷，調(diào)整工作頻率和力矩，因而具有更高的安全性，從而也能夠解決電能。最后，變頻控制技術(shù)在應(yīng)用過程中，還能夠減低設(shè)備的維修費(fèi)用等，因而在節(jié)能方面具有諸多的優(yōu)勢。（4）在水泵中的應(yīng)用與節(jié)能。水泵也是煤礦開采和生產(chǎn)過程中所需的重要設(shè)備。為進(jìn)一步促進(jìn)煤礦企業(yè)的發(fā)展，將變頻控制技術(shù)應(yīng)用其中，也是較好的方式。變頻控制技術(shù)在應(yīng)用的過程中，能夠確保水泵在運(yùn)行的過程中，具有較高的安全性和較好的穩(wěn)定性。同時(shí)，還能夠?qū)λ眠\(yùn)行的整個(gè)過程進(jìn)行合理的控制，進(jìn)而確保水泵保持平滑的狀態(tài)。變頻控制技術(shù)在應(yīng)用的過程中，能夠避免水泵運(yùn)行時(shí)對設(shè)備造成沖擊，進(jìn)而能夠確保煤礦作業(yè)相關(guān)人員的安全。

4結(jié)論

總之，變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用，不僅能夠極大改善現(xiàn)階段我國煤礦行業(yè)存在的問題，還能夠彌補(bǔ)煤礦業(yè)發(fā)展中存在的諸多不足，同時(shí)，也能夠在很大程度上提高煤礦開采的效率。更重要的是，變頻控制技術(shù)的應(yīng)用，能夠促使煤礦在開采的過程中符合節(jié)能減排和環(huán)保型社會的理念和需求。因此，未來煤礦企業(yè)應(yīng)用變頻控制技術(shù)必將成為煤礦行業(yè)的基本方向和發(fā)展趨勢。通過本文的研究，認(rèn)為變頻控制技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過程中，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能，可將其應(yīng)用在提升機(jī)、通風(fēng)機(jī)、皮帶機(jī)以及水泵等設(shè)備中。

參考文獻(xiàn)：

[1]王勛.煤礦機(jī)電變頻控制技術(shù)與節(jié)能方法研究[J].中國設(shè)備工程，2018,13(3):125~128.

[2]劉洋.關(guān)于煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的思考[J].機(jī)械管理開發(fā)，2016,31(9):189~191.

作者:趙俊陽 單位:中煤第五建設(shè)有限公司第三工程處