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摘要:現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類生產(chǎn)生活對(duì)能源的需求也越來(lái)越高，作為能源占比最多的煤炭企業(yè)也需要更多的升級(jí)和進(jìn)步。變頻技術(shù)對(duì)于現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程的發(fā)展占有重要的作用。對(duì)變頻技術(shù)的工作原理和作用，以及變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電工程中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹和總結(jié)。

關(guān)鍵詞:變頻技術(shù);煤礦;機(jī)電工程

0引言

目前，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)能源需求也有所增加。當(dāng)前的能源形勢(shì)，依然以煤炭為主體，如何增加煤炭開采效率，降低煤礦成本，提高煤炭的競(jìng)爭(zhēng)力顯得尤為重要。在煤炭開采期間，如果能有效控制電力使用，將極大降低煤炭開采成本。變頻技術(shù)在煤礦企業(yè)機(jī)電上的應(yīng)用，有效降低了煤炭開采期間的電力使用，提高開采效率，降低成本的前提下，有效保障了煤礦企業(yè)的健康發(fā)展。

1變頻技術(shù)概述

變頻是指電流頻率的改變，變頻技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要依靠變頻器進(jìn)行實(shí)施。變頻器主要部件有主板、電機(jī)電容、電源板等。變頻技術(shù)的基礎(chǔ)就是半導(dǎo)體設(shè)備在一定的外界條件下，電源會(huì)被轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌碾娔芸刂圃O(shè)備加以應(yīng)用。其原理就是整流橋可以將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡⑶医?jīng)由逆變器將電流頻率調(diào)整為需要的頻率。

2變頻技術(shù)的主要作用及原理

2．1變頻技術(shù)的主要作用

變頻技術(shù)在機(jī)電工程的主要作用體現(xiàn)在調(diào)速和節(jié)能兩個(gè)方面。調(diào)速是指可以有效調(diào)整設(shè)備電流頻率，提高設(shè)備使用率，降低電能損耗。比如在煤炭運(yùn)輸設(shè)備中，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速辦法，調(diào)速范圍和精度都較為低劣，不能滿足目前的使用要求。而變頻技術(shù)的應(yīng)用，可以增加電流的穩(wěn)定性和頻率的精度，達(dá)到提高設(shè)備性能、減少設(shè)備損耗、節(jié)約電能的目的。另一方面，變頻技術(shù)的應(yīng)用可以降低生產(chǎn)成本，節(jié)能減排。以空壓機(jī)為例，傳統(tǒng)方式多為控制氣門開度達(dá)到控制輸出的目的，這種方式對(duì)能源的利用率，浪費(fèi)了較多資源。變頻技術(shù)的應(yīng)用，允許設(shè)備通過(guò)不同頻率電流而達(dá)到改變輸出的目的，大大降低了對(duì)能源的損耗。

2．2變頻技術(shù)的原理

變頻技術(shù)通常是指將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡⑶覍?duì)其電流的頻率進(jìn)行精確的調(diào)整控制。通常變頻流程為:整流器將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡髮⒃撝绷麟娬{(diào)整為頻率可以控制的交流電，最后從電動(dòng)機(jī)輸出。整個(gè)變頻技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要經(jīng)過(guò)逆變器、整流器和配套的控制電路共同作用，逆變器可以實(shí)現(xiàn)將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷哪康模髌骺梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)交流電的控制和調(diào)整，并完成交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷墓ば颉？刂齐娐房梢栽谙嚓P(guān)運(yùn)行需求條件下，對(duì)逆變器和整流器進(jìn)行輸出控制，達(dá)到改變電流頻率的目的。對(duì)于煤礦來(lái)說(shuō)，礦井中要使用到的電力設(shè)備占到絕大多數(shù)，變頻技術(shù)的應(yīng)用可以調(diào)整電流頻率，控制設(shè)備輸出，讓設(shè)備可以在更穩(wěn)定的環(huán)境中工作。并且還可以通過(guò)控制設(shè)備輸出，迎合目前的生產(chǎn)需求，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。

3變頻技術(shù)在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中的應(yīng)用

3．1在主井口驅(qū)動(dòng)房中的應(yīng)用

在主井口驅(qū)動(dòng)房?jī)?nèi)，目前會(huì)為電機(jī)配備相應(yīng)的變頻設(shè)備，還可以配有QNSVG100M動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置能夠快速連續(xù)地提供容性和感性無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)碾妷汉蜔o(wú)功功率控制，保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定、高效、優(yōu)質(zhì)地運(yùn)行。在配電網(wǎng)中，將中小容量的SVG安裝在某些特殊負(fù)荷(如電弧爐)附近，可以顯著地改善負(fù)荷與公共電網(wǎng)連接點(diǎn)處的電能質(zhì)量，例如提高功率因數(shù)、克服三相不平衡、消除電壓閃變和電壓波動(dòng)、抑止諧波污染，等等。

3．2在風(fēng)機(jī)和空壓機(jī)中的應(yīng)用

變頻技術(shù)在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用，可以應(yīng)對(duì)礦井不同開發(fā)時(shí)期的通風(fēng)需求，通過(guò)改變電流頻率達(dá)到對(duì)風(fēng)機(jī)輸出的控制。操作方便，提高風(fēng)機(jī)使用性能，減少了風(fēng)機(jī)閑置概率。于空壓機(jī)方面，變頻技術(shù)的應(yīng)用使得空壓機(jī)電流頻率可調(diào)可控，避免了空壓機(jī)大電流啟動(dòng)造成的損害。變頻技術(shù)還允許相關(guān)操作人員通過(guò)對(duì)壓力閉環(huán)控制或者手動(dòng)調(diào)整達(dá)到對(duì)空壓機(jī)的輸出調(diào)整，避免了空壓機(jī)重啟改變功率造成的影響，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，提高了設(shè)備使用效率。

3．3在提升機(jī)中的應(yīng)用

提升機(jī)在日常生產(chǎn)中，重啟和操作較為頻繁，其中還涉及對(duì)運(yùn)行速度調(diào)整的要求。變頻技術(shù)的應(yīng)用，將極大提升該設(shè)備的使用效率。變頻技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，第一通過(guò)對(duì)頻率的控制，增加提升機(jī)在增減速時(shí)的穩(wěn)定性，提高設(shè)備安全性。第二變頻器可以對(duì)提升機(jī)的電能損耗有所降低，減少由于提升機(jī)設(shè)備電阻散熱引起的電力損耗。

3．4在運(yùn)輸設(shè)備中的應(yīng)用

煤炭生產(chǎn)中所使用的膠帶運(yùn)輸機(jī)，一般會(huì)由于運(yùn)輸量大，慣性大，在停止和啟動(dòng)時(shí)，都對(duì)電機(jī)有較大的損耗。變頻技術(shù)的應(yīng)用，方便了運(yùn)輸機(jī)的操作，降低了運(yùn)輸機(jī)的啟動(dòng)停止次數(shù)，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命。還可以有效減少由于啟動(dòng)電流大造成的電網(wǎng)閘頂情況。另外，變頻技術(shù)還可以避免由于液力耦合器損壞，電機(jī)控制失靈的情況。

3．5在采煤機(jī)中的應(yīng)用

采煤機(jī)作為煤炭生產(chǎn)中最主要的設(shè)備，其設(shè)備和工作環(huán)境的復(fù)雜度，決定了一旦設(shè)備停擺，維修難度必然很大，短時(shí)間內(nèi)該設(shè)備難以重新啟動(dòng)。變頻技術(shù)的應(yīng)用，可以對(duì)采煤機(jī)輸出進(jìn)行有效控制，提高設(shè)備效率，保障設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，減少設(shè)備故障率，并且有效降低了采煤設(shè)備的操作復(fù)雜度，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性。

4結(jié)語(yǔ)

變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電工程中的應(yīng)用廣泛，在節(jié)能減排的大背景下，變頻技術(shù)也必將在煤炭企業(yè)中得到更加充分的應(yīng)用。變頻技術(shù)提高了煤礦機(jī)電的性能和精度，保障了各設(shè)備的正常運(yùn)行，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)煤炭企業(yè)的發(fā)展有著重要意義。

參考文獻(xiàn):

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作者:高靖 單位:中煤平朔集團(tuán)有限公司