摘要:如今,安全性能高的变频调控技术已经逐渐被广泛应用在矿山开采工作中,此类技术可结合矿山井下作业机电设备与电流强弱,形成在矿山机电设备运行中的一种综合技术。众所周知,矿山机电设备此类大型开采设备在运作中耗电量非常大,例如通风机、提升机等设备,合理运用变频控制技术,可实现良好节能功效。降低企业生产成本。
关键词:矿山机电设备;变频控制技术;应用
前言
近年来,国家发起了节能减排的号召,煤矿企业作为能量消耗型企业更应该行动起来。为了响应国家的号召,煤矿企业一方面应该引进新的煤矿机电设备,另一方面应该对一些旧的设备进行改造。鉴于更换设备成本较大,很多煤矿对机电设备进行了变频控制技术改造。利用变频控制技术的优势,可以提升设备的性能并满足节能需要。
1变频控制技术的原理及优势
1.1变频控制技术的原理简介
变频控制技术是基于电力电子器件和微机控制技术发展起来的一种电源频率控制技术,在变频时利用电力电子器件来控制电源的波形,采用微机控制技术控制电源的频率,通常采用的是交-直-交变频控制技术,变频控制技术的电路主要分为四部分,即整流、直流、控制、逆变,这几个部分相互作用、相辅相成。交-直-交变频控制技术可以分为两个过程:a)将工频交流电转化为直流电,这个过程称为“整流过程”;b)将直流电转化为所需要的交流电,这个过程称为“逆变过程”。在变频时,输出电源的频率可以通过电路来控制。将变频后的电源接入到电动机,就可以实现对电动机运行的交流无极调速,极大地方便了对机电设备运行状态的控制。
1.2变频控制技术的优势
变频控制技术的优势主要体现在两方面,一方面可以使机电设备的运行更加平稳,另一方面可以使机电设备更加节能。煤矿大功率用电设备较多,在运行过程中会有大量的谐波进入到电网中,这会导致机电设备运行时出现一定的异常,例如振动加剧、发热。交流电源经过变频后波形更加标准,使交流电机在运行时更加平稳。经过统计,采用变频控制技术后,机电设备将节能30%～80%,这可为煤矿创造可观的经济效益。
2探讨矿山机电设备中变频控制技术的应用
2.1变频控制技术在提升装置中的应用探究
提升机是矿井下开采作业中非常重要的装置,其设备主要功能是输送各类物质材料,提升机的原理,在当前发展中,常见调速原理是将电路中接入金属电阻,通过鼓型控制器的作用切除电阻,最终实现调速效果。此原理虽能实现提升机调速功能,但在调速过程中所产生的各种动力制定电流与低频电流,对提升机的整体运作上也会产生不利效果。因此,要降低提升机运作中各种能效损耗,又能够保证调速不受影响,需运用变频控制技术,运用此技术的具体方法为在电控系统中编制相应程序设计,建设与继电器的逻辑,完成梯形图、控制电路图的相互转换。此方法可有效的减少外部线路执行继电器,避免故障发生。另一方面,影响提升机工作效率的主要原因是此类设备当前处于超负荷运行状态,优化此状态的主要方式为修改提升机内相关程序,增加制动力矩。
可使提升设备的机器磨损程度降低,且减少机械时效故障,提高提升机的工作效能与使用寿命。
2.2变频控制技术在运胶带机中的应用探究
在运胶带机的工作中运用变频控制技术,首先,在一定程度上可以解决目前液力耦合器启动时的技术难题,使该设备达到软起软停,增加皮带使用寿命,增加其设备稳定性。其次,在该设备实际工作中,变频控制技术可参考实际负重情况,准确调整该设备运行频率及输出力矩。使该设备的电机在工作中保证恒频恒速。如此可对运胶带机的传输速度起到很大助推作用,且更加符合当今社会节能减排的发展观。
2.3变频控制技术在通风机中的应用探究
通风机在矿山开采生产过程中的主要作用是将矿井下的有害气体排出并导入新鲜空气,保证井下空气环境良性循环。由于井下的空气环境直接影响着矿井下工作人员的生命财产安全,故在工作中随着矿井深度不断增加,通风机的运行时间以及运行功率也会随之加大,为保证井下“呼吸系统”的良性循环,通风机不断加大的运行功率成为在矿井作业中目前急需解决的问题。
2.4变频控制技术在渣浆泵中的应用探究
渣浆泵作为我国矿工业领域中最广泛使用的设备之一,主要的原理是依靠离心驱动力达到将电能转化为介质的动能与势能。该设备的主要特点为机械功率等级十分复杂且功率较大,在矿井下作业时,渣浆泵需要不断运行,故需要消耗非常大的功率。将变频控制技术引入到渣浆泵中,可为矿山开采行业产生显著效益,首先在矿井作业中可以对渣浆泵的加速模式进行优化,通过智能程序控制,提高运行中安全性,实现设备平稳平速运行,有效延长设备运行时间,减小机械损耗。
2.5变频控制技术在井下绞车电控系统中的应用探究
如在井下作业中的电控系统以及保护系统中引进变频调速技术,需要660V的输入电源,50Hz的频率,且输出功率可调节在0-50MW之间,保证负15%至正10%的电压变动范围。对四象限运行中的负120%至正120%的额定负载,负载能力要强。在此系统中引入变频控制技术后,首先可节省大量电能,实现发点回馈制动,智能程序可实现自动断电,在出现过载、超速等故障时,可大幅度避免职工伤亡事故的发生。其次可通过此技术在电控系统中安装故障自断系统,可实现故障发生时,可将故障名称类型显示在司机操作台上,节省了故障排查时间及维修时间,提高设备运行效率。
结束语
随着社会经济的不断发展,我国对矿业的开采产量需求也在不断增高,所以我国的科研团队也应不断的优化与创新变频控制技术,将此技术广泛应用在大型机电设备领域中,在矿山开采领域中,结合不同设备的原理及使用说明,实现矿山机电设备的速度调试、效率提升等功能,最终最大限度实现技能降耗的目的,使矿山机电设备的安全性能得到有效保障,满足经济社会的发展需求。
参文文献:
[1]胡永迁,牛玉西.矿山机电设备变频控制技术原理及应用研究[J].汽车博览,2020,000(001):15.
[2]马宗华.试析矿山机电设备中变频控制技术的应用探究[J].世界有色金属,2018,No.498(06):46+48.