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變頻技術在煤礦機電設備中的應用研究論文
摘要：以我國變頻技術在煤礦機電設備中的應用現狀為背景， 介紹了變頻技術的作用機理和現實價值， 對該類技術在皮帶機、采煤機以及提升機中的應用進行了詳細的分析。相關實踐證明， 變頻技術可以實現對設備的精準控制， 保證煤礦的安全生產。
關鍵詞：煤礦機電設備; 變頻技術; 智能控制;
引言
伴隨著我國各類科學技術的不斷發展， 煤礦機電設備的技術程度也不斷提升。現今國內煤礦單位在開采作業過程中， 基本已經從人力式掘進轉變為了現代化的機械生產作業， 有效降低了人力物力資源成本。煤礦機電設備在運作的過程中需要較多的能源支持， 為此變頻技術應運而生， 其在煤礦機電設備中的應用既增加了設備的使用年限， 還降低了對能源的消耗， 為煤礦企業的發展給予了充分的技術支持。
1 變頻技術概述
1.1 變頻技術作用機理
在煤礦機電設備運行的過程中， 并非所有時間都需要處于高負荷運轉狀態， 所以為減小機電設備所做的無用功， 提高設備的使用壽命， 可以在該類機械設備設計的過程中， 合理地融入變頻技術， 確保設備能夠在有需要的情況下高速作業。變頻技術需要借助于半導體將工頻信號轉換成其他頻率， 進而再實現交直流電的轉換， 通過逆變器實現對電壓、電流的有效控制， 以無極調速的方式切換機電設備的運作效率。變頻過程主要借助了電流頻率與電動設備轉速間同比增長的聯系， 可以改變交流電頻率的方式實現對電機運作速率的智能控制， 能夠以直流、控制、整流與逆變變頻電路相互整合作用的方式， 控制電動設備的工作模式， 不僅能夠節約大量的能源， 還可以保障其機電設備的工作效率[1]。
1.2 變頻技術的現實價值
在國內可持續發展戰略規劃背景下， 煤礦類企業為提高自身的核心競爭力， 保障企業運營的經濟價值， 必須減小煤礦機電設備對電能的消耗。而依托于變頻技術， 不僅能夠實現對既有煤礦機電設備結構的優化， 降低對能源的消耗， 還能夠減少污染物的排放， 這與國家的戰略性發展目標顯然是一致的， 有助于煤礦開采的可持續發展。此外， 依托于變頻技術的節能以及智能控制， 還可以進一步提高煤礦機電設備的可靠性指標， 所以必須在煤礦機電設備中合理融入變頻技術， 以此保障煤礦開采的經濟價值與社會效益[2]。
2 變頻技術在皮帶機中的應用
皮帶機主要依托于電動設備的牽引作用， 將處于皮帶上的礦物傳輸到目的地， 功率較大， 耗能較為嚴重。而皮帶機在運行的過程中， 需要利用皮帶與輪轂之間的摩擦， 將牽引力傳輸到皮帶之上， 其在啟動的過程中， 為克服靜摩擦力， 往往需要較大的電能支持。國內大部分皮帶機的啟動過程多借助于液力耦合器來啟動設備， 瞬時電流極大， 將會造成線路電勢差的瞬間增加， 進一步加快皮帶的老化， 不利于設備的穩定性運轉。而在將變頻技術應用與皮帶機之后， 其可以有效提高皮帶機啟動與運行的可靠性指標， 可以輔助皮帶機以軟啟動的方式完成初始運轉， 能夠將能源的利用率提升到90%以上。該技術在代替原本耦合器后， 還能夠避免皮帶機由于多次啟動而造成的老化與損壞問題， 不僅能夠減小其檢修與維護的工作負擔， 還能夠為企業的正常運營節約一定的經濟成本[3]。
3 變頻技術在采煤機上的應用
采煤機變速過程較為復雜， 且需要啟停的頻率較頻繁， 所以在應用變頻技術時， 應該以四象限的工作的模式合理引入變頻設備， 實現對采煤機工作過程的智能調控， 防止采煤機出現下滑、溜車等問題， 并確保其牽引力能夠維持在相對較為平衡的狀態， 保障其工作的穩定性與可靠性。而依托于變頻技術在采煤機中的應用， 既可以提高控制采煤機的作業的精準性， 還可以簡化相應的操作內容， 效率極高[4]。
4 變頻技術在提升機上的應用
提升機能夠將作業人員與礦料安全運輸到目的地， 啟停相對較為頻繁， 且速率變化較快， 而傳統的變速方式多以電阻的變化實現對電動機轉速的調控， 容易導致局部高溫， 且會消耗大量的熱能。對此， 可以引入變頻技術， 通過計算機編寫相應的程序指令， 將各個電氣元件的邏輯性關系進行有機整合， 同時減小繼電器數量， 能夠有效提高提升機運作過程的安全性與穩定性指標。其還能夠通過改變電力程序， 優化提升機系統的各項功能， 以電氣控制的方式對其頻繁的啟停與速率的變動加以控制， 可以進一步減小設備運作過程中的磨損， 增加其使用年限， 提高其安全性指標[5]。
5 結語
將變頻技術運用于煤礦機電設備中， 不僅能夠顯著提高設備運行的安全性與穩定性指標， 還能夠有效降低對能源的消耗， 所以有著極為廣泛的應用前景。因此， 必須加強該類技術在煤礦機電設備中的有效應用， 不斷開發變頻技術的應用功能， 在發揮出其應用價值的同時， 提高煤礦機電設備的經濟價值與社會效益。
參考文獻
[1]李高峰.煤礦機電設備中變頻技術的應用研究[J].機械工程與自動化， 2017 (2) :210;213.
[2]張峰.煤礦機電設備中變頻技術的應用研究[J].能源與節能， 2016 (12) :150-151.
[3]陳浩.煤礦機電設備中變頻技術的應用研究[J].機械管理開發， 2016 (11) :113-114.
[4]許麗.煤礦機電設備中變頻技術的應用淺議[J].能源與節能， 2015 (5) :55-56.
[5]于淑珍.探討我國煤礦機電設備中變頻節能技術的應用[J].黑龍江科技信息， 2013 (4) :76.
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