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1煤礦機電變頻節(jié)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

煤礦的安全問題不僅是生產(chǎn)問題，也是社會問題，在制約煤礦生存和發(fā)展的同時，也影響著社會的健康與和諧，所以說提高煤礦生產(chǎn)的安全性具有重要意義，這也是應用變頻節(jié)能技術(shù)的目標。不過，變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應用并不是一帆風順的，在變頻技術(shù)出現(xiàn)之初，受技術(shù)條件的限制，變頻節(jié)能技術(shù)并沒有貿(mào)然引入變頻技術(shù)，隨著變頻技術(shù)的發(fā)展及成熟，其在煤礦生產(chǎn)中應用才普及開。變頻技術(shù)最早應用于采煤機、皮帶輸送機、提升機、空壓機等，經(jīng)過一段時間的應用，我們發(fā)現(xiàn)應用變頻技術(shù)改造后的設(shè)備，其能耗遠低于、效率遠高于改造前，且設(shè)備更不容易磨損，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益和社會效益的雙重提升，從另外一個側(cè)面也說明變頻節(jié)能技術(shù)能提高煤礦機電設(shè)備的性能。變頻技術(shù)的應用，使得交流電的固定頻率成為一種能被機電設(shè)備充分利用的變動資源，這是其與傳統(tǒng)的交流電最大的不同之處，具體表現(xiàn)為（1）從IGBT、GTR基礎(chǔ)上發(fā)展起來的智能功率模塊IPM能增加變頻的功率。（2）采用了矢量控制和轉(zhuǎn)矩控制，通過改進壓頻比（U/f）來擴展變頻節(jié)能技術(shù)的應用范圍，使得控制理論進一步向前發(fā)展。（3）革新了模糊自優(yōu)化控制和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，促進了數(shù)字信息處理技術(shù)的向集成化發(fā)展，使得，完成了技術(shù)的跨越發(fā)展，從單片機發(fā)展為高級專用集成電路（AsIc）、精簡指令集計算機（Iuse）、數(shù)字信號處理器（DPS）。（4）變頻技術(shù)的應用不僅提高了調(diào)速功能，還逐漸發(fā)展出編程序參數(shù)辨識、通信等功能。

2煤礦機電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)的具體應用

2.1變頻技術(shù)在提升機中的應用

提升機是煤礦生產(chǎn)應用的合理設(shè)備之一，承擔者輸送人員和物料的任務(wù)，其運行的安全性直接關(guān)系到生命財產(chǎn)安全。在很長的一段時間內(nèi)，為了實現(xiàn)傳送速度的控制，電動機轉(zhuǎn)子電路會使用金屬電阻，盡管調(diào)速的目標得以實現(xiàn)，但該種方法存在電能消耗更大、安全隱含依舊存在的問題。變頻技術(shù)的的出現(xiàn)與成熟很好解決了上述問題，應用變頻技術(shù)后可配合應用提升機的變頻防爆提升機與交流四象限變頻調(diào)速系統(tǒng)，輔助用計算機即可完成對提升機的數(shù)學信息化控制，繼而實現(xiàn)了提升機的遠程控制，不僅提升減少了對電能的消耗，還提升了提升機運行的安全性。

2.2變頻技術(shù)在采煤機中的應用

隨著變頻技術(shù)的發(fā)展與成熟，采煤機變頻調(diào)速系統(tǒng)以從前的“一拖二”升級至“一拖一”，越來越成熟完善。國產(chǎn)電牽引采煤機的變頻器電壓是380V，最大行走功率為2×100KW，能在額定轉(zhuǎn)速、恒定轉(zhuǎn)矩調(diào)速下實現(xiàn)臺變頻器之間的轉(zhuǎn)矩平衡和主從控制以及恒定功率調(diào)速。從具體的應用情況來看，對于傾角較大的工作面，采煤機如果采用四象限變頻器調(diào)速電進行牽引可對制動力矩進行大范圍的調(diào)節(jié)，保證了即使不增加牽引速度機器也不會出現(xiàn)下滑跑車的現(xiàn)象。總的來說，采煤機應用變頻技術(shù)后，除了結(jié)構(gòu)能進一步簡化，還具備控制靈活、操作方便、速度調(diào)節(jié)可靠的優(yōu)點。

2.3變頻技術(shù)在皮帶輸送機中的應用

變頻技術(shù)在皮帶輸送機、提升機的應用原理相同。皮帶輸送機主要任務(wù)是運送井下煤炭，在這個過程中煤炭受到向下的重力，垂直皮帶的彈力以及與皮帶運動速度相同的摩擦力，其中垂直皮帶的彈力與皮帶張力大小相同，方向相反，使得皮膚能被支撐輥輪帶動，而皮帶運動速度相同的摩擦力使得煤炭不從皮帶上滑落，繼而完成煤炭的向上輸送。在很長的一段時間內(nèi)，皮帶輸送機主要采用液力耦合器進行啟動，其主要問題是這種啟動方式會加速皮帶的老化和斷裂，影響媒體運輸。變頻節(jié)能技術(shù)的應用，機電內(nèi)的沖擊、機械發(fā)熱等現(xiàn)象明顯減少，電機啟動時電流也更加的穩(wěn)定，使得運輸更加的同步及運輸功率更加平均，極大地提升了皮帶機的傳送功能。

2.4變頻技術(shù)在流體負荷設(shè)備中的應用

風機、泵是最主要的流體負荷設(shè)備，其對變頻技術(shù)的應用最具有代表性。由于變頻技術(shù)的優(yōu)勢較為明顯，目前絕大數(shù)風機都采用變頻調(diào)速，甚至出現(xiàn)了能適應特殊煤礦環(huán)境的變頻調(diào)速裝置。在同樣的工況下，經(jīng)變頻技術(shù)改造后風機的最低轉(zhuǎn)速明顯低于改進前，不僅減低了企業(yè)的電費支出，還使得風機更加適應礦井特殊的工況。在礦區(qū)給水、給液用泵中變頻調(diào)速同樣具有廣泛的應用，極大地提升工藝系統(tǒng)控制的靈活性，減低了設(shè)備的機械沖擊，這使得設(shè)備的使用壽命更長。此外，抽水泵使用變頻技術(shù)后，其平滑起停、加減速的控制將更加地靈活，減少了頻繁起停和泵空轉(zhuǎn)時間，避免了電能的消耗和設(shè)備的磨損，同時也可使得井下液位處一直處于恒定狀態(tài)，這減少能耗及設(shè)備維護費用的基礎(chǔ)上提高了煤礦作業(yè)的效率和安全性。

3煤礦機電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)的發(fā)展前景

由于節(jié)能、安全，煤礦機電設(shè)備應用變頻技術(shù)是未來煤礦行業(yè)發(fā)展的整體趨勢。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展以及我國經(jīng)濟的騰飛，變頻節(jié)能技術(shù)已在在煤礦機電設(shè)備中得到廣泛的應用，但其仍具有較大的應用前景。這是因為我國仍舊有許多煤礦要開發(fā)，且機電設(shè)備的種類和數(shù)量也越來越豐富，這就使得變頻節(jié)能技術(shù)有較大的可能應用于新的機電設(shè)備。此外，基于提高舊設(shè)備利用率的目標，許多老舊設(shè)備需要應用變頻技術(shù)進行改造。總的來說，在煤礦的大量開發(fā)以及機電設(shè)備大量應用的大環(huán)境下，變頻節(jié)能技術(shù)在未來依舊有著廣闊的應用前景。

4結(jié)束語

提高生產(chǎn)效率、確保生產(chǎn)安全是煤礦生產(chǎn)最基本的要求，缺一不可。隨著經(jīng)濟發(fā)展，我國對能源和資源需求越來越大，提高煤礦生產(chǎn)效率是確保我國能源安全的重要舉措，所以說我們應盡可能提高機電設(shè)備的性能，除此之處還要確保設(shè)備運行的安全性，變頻節(jié)能技術(shù)的應用同時解決上述兩個問題。文章首先論述了變頻節(jié)能技術(shù)的發(fā)展和應用現(xiàn)狀，接著論述其在煤礦機電設(shè)備中具體應用，并在最后展望了其未來的應用前景。

作者：劉艷春 盧尚工 單位：包頭輕工職業(yè)技術(shù)學院