论文部分内容阅读
[摘 要]伴随着我国科学技术水平的不断发展，变频控制技术作为一项先进的技术日益被广泛运用于我国的煤矿机电设备之中，并且取得了傲人的成绩。可以说变频控制技术的应用，不仅在很大程度上提高了我国煤矿企业的生产、加工效率，降低了煤矿企业的生产成本，还进一步做到了煤矿机电设备的节能环保，加强了煤矿企业的市场竞争能力。所以，如何做好变频控制技术在煤矿机电设备中的应用就显得尤为重要。
[关键词]煤矿；机电设备；变频调控
中图分类号：TD63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0389-01
1、概述
1.1 变频技术概念
变频就是改变供电频率，变频技术的核心是变频器，它通过对供电频率的转换来实现电动机运转速度率的自动调节，如将50Hz的固定电网频改为30～130Hz的变化频率。同时，还能使电源电压的适应范围达到142～270V，从而解决了由于电网电压不稳定等原因而对用电设备产生不良影响的难题。通过改变交流电频的方式实现交流电控制的技术就叫变频技术。
1.2 变频调控技术应用的原理
变频调控技术指的是计算机技术、大功率输出技术、自动化控制技术和电子技术等综合的应用，并且也会随着这些技术的不断发展而更加的完善，变频调控技术应用的原理同时也涉及到了电机转动和微机技术，且集合了这些技术的特点。因此变频调控技术应用的原理不能单独的探讨调控技术，变频调控技术是属于强弱电的混合及机电一体化的综合性技术，变频调控技术是根据电力半导体的技术，控制工频电源中产生的频率进行转换的装置，其工作原理，主要利用了整流桥对工频电流中产生直流电压和交流电压之间进行转换，进而使交流电机在驱动电源经过逆变器的时候，可以实现频率和电压双向的调节。所以，变频控制技术可以说是不具有附加的转差损耗高效率的调速方式。
2 煤矿机电设备变频调控技术的应用
对于我国而言，煤矿行业是较为传统的行业，所以，较为陈旧的机械设备已经不能适应我国煤矿行业的快速發展，因此就必须要进行机械设备技术上的更新。本文从矿井提升机“井下绞车”主通风机和皮带机这四个方面进行对煤矿机电设备变频调控技术的应用情况进行具体分析。
2.1 矿井提升机在煤矿机电设备变频调控技术的应用
矿井提升机在煤矿工作中是进行物料传输的重要工具，还是井下与外界进行联系的唯一通道，所以被称为“矿井咽喉”，是矿井工作中最重要的设备之一，因此矿井提升机安全可靠地运行，是维持煤矿工作人员和煤矿企业安全稳定生产的重要保障。对于煤矿提升机进行更新调控，在传统的方法上是把金属电阻接在电动机的转子电路上，用接触器或控制器把电阻进行阻断来实现最终的调速，但是这些主要控制的装置，会产生大量的电阻耗能和散热的问题。但矿井提升机在煤矿机电设备变频调控技术上的使用，减少了消耗，并提高了精度和安全性能。可以说，矿井提升机在煤矿机电设备变频调控技术的应用解决了调控中产生的所有问题，实现了矿井提升机在使用中系统安全性能的增加及能源节约的目的。
2.2 井下绞车在煤矿机电设备变频调控技术的应用
一般情况下，较为传统的井下绞车普遍采用的是交流绕线式电机串电阻调速系统，电阻的投切用继电器—交流接触器控制。而这种控制系统，由于调速过程中交流接触器的动作过于频繁，设备运行的时间也较长，交流接触器主触头极易发生氧化，进而引发设备故障。同时，对提升机速度控制性能也较差，经常会造成停车位置不准确的问题发生。在电控绞车系统中使用变频调控技术，可以将电压波动普遍控制在-15%-10%之间，频率波动允许范围为2.5%，输入电源则定位660V、50Hz，输出功率为200kW、频率为0-50Hz并具有连续的可调性。可以说变频控制技术在电控绞车系统中的应用，不仅在一定程度上，增加了电控绞车系统的过载能力，使其额定负载在原-120- +120%区间内可以充分满足运行要求。同时，也提升了自动转矩的低频运转能力，确保了其自身的额定转矩，也增加了对元件过热与欠压等的保护。
2.3 主通风机在煤矿机电设备变频调控技术的应用
在煤矿行业中，煤矿井下通风与除尘系统是较为重要的设备之一，主要作用是为井下作业人员输送氧气，并且排除有害粉尘气体，进而确保煤矿作业人员的生命安全。因此，可以说煤矿通风机是保证煤矿企业生产安全的重要技术装备之一，其也是煤矿通风系统的重要组成部分，在煤矿企业的生产、加工中有着极其重要的意义。尤其是主扇风机作为通风机重要组成部分，其在井下始终是24h 无间断工作，为井下作业人员提供着生存所必须的氧气。也正因如此，近些年来煤矿企业对风机的功率要求也提出了越来越高的要求。而变频控制技术在通风机中的应用，不仅进一步实现了通风机风量的随时调节，满足氧气输送的根本需求，也节约了大量的电费，做到了节能减排，降低了企业的成本。所以，变频控制技术被越来越多的应用于煤矿通风设备之上。
2.4 皮带机在煤矿机电设备变频调控技术的应用
皮带机作为煤矿井下生产作业的重要机电设备之一，其与提升机一样都是重要的输送工具。尤其是井下作业中皮带机的结构简单，噪音较小，能够实现水平或倾斜运输。因此，其在煤矿井下生产的巨大作用是不容忽视的。
而如若我们对其运输原理进行分析，我们则可以看到，其主要是通过液力耦合器实现皮带机的切换，依靠摩擦力来达到皮带的运动，摩擦力和张力变形来带动皮带上物体的运动。也正因如此，由于皮带机的实际运输原理，决定了其适合软启动方式。但是通过大量实际数据分析我们又可以清楚的看到，虽然软启动已经被广泛应用于皮带机的启动之中，但是在启动时，电机仍会产生较大的电流，引发强烈的电网电压波动，进而造成皮电机内部机械的发热与冲击问题，引发皮带机运行故障。而变频调控技术在皮带机中的应用，不仅在很大程度上直接解决了软启动问题，使起动与停止都能够按照所设定的皮带特定曲线运行，运行过程中能够自动地实现转差调节和功率平衡调节，使皮带机具有更加可靠、稳定的性能。同时，应用变频技术的皮带机在变频器的作用上，其所输出的力矩在不小于电动机额定力矩的前提下，可使电机能输出超过额定起动输出转矩，进而更好的满足负载变化大的承受能力和煤炭压带时的再起动的能力。并且在皮带机的变频控制技术应用之后，其整个过程的功率因素可以超过0.9，在较大程度上降低了无用功的功率。此外，电机在启动和调节过程中，转速平稳变化，电流没有任何冲击，消除了大启动电流对电机、传动系统和主机的冲击应力，也在很大程度上大大的降低了煤矿企业的日常维护保养费用。
3 结语
总而言之，在煤矿机电设备工作中，变频控制技术作为先进的科学技术手段，其在煤矿机电设备中的应用，不仅提高了煤矿机电设备的加工、生产效率，降低了煤矿企业的加工、生产成本，还在很大程度上进一步改变了煤矿企业的生产、加工环境。所以，进一步加强对变频控制技术的分析，扩大变频控制技术在煤矿机电设备中的应用范围则显得尤为重要。
参考文献
[1] 候海军.浅谈煤矿机电设备的变频控制技术[J].电子技术与软件工程，2013，24：256.
[2] 马国庆.变频控制技术在煤矿机电设备中的应用[J].中国高新技术企业，2014，05：41-42.
[3] 张云飞.变频技术在煤矿机电设备中的应用[J].陕西煤炭，2011（01）：37～38.
[4] 赵志宏.煤矿机电设备变频控制技术[J].中国新技术新产品，2010（14）.
[关键词]煤矿；机电设备；变频调控
中图分类号：TD63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0389-01
1、概述
1.1 变频技术概念
变频就是改变供电频率，变频技术的核心是变频器，它通过对供电频率的转换来实现电动机运转速度率的自动调节，如将50Hz的固定电网频改为30～130Hz的变化频率。同时，还能使电源电压的适应范围达到142～270V，从而解决了由于电网电压不稳定等原因而对用电设备产生不良影响的难题。通过改变交流电频的方式实现交流电控制的技术就叫变频技术。
1.2 变频调控技术应用的原理
变频调控技术指的是计算机技术、大功率输出技术、自动化控制技术和电子技术等综合的应用，并且也会随着这些技术的不断发展而更加的完善，变频调控技术应用的原理同时也涉及到了电机转动和微机技术，且集合了这些技术的特点。因此变频调控技术应用的原理不能单独的探讨调控技术，变频调控技术是属于强弱电的混合及机电一体化的综合性技术，变频调控技术是根据电力半导体的技术，控制工频电源中产生的频率进行转换的装置，其工作原理，主要利用了整流桥对工频电流中产生直流电压和交流电压之间进行转换，进而使交流电机在驱动电源经过逆变器的时候，可以实现频率和电压双向的调节。所以，变频控制技术可以说是不具有附加的转差损耗高效率的调速方式。
2 煤矿机电设备变频调控技术的应用
对于我国而言，煤矿行业是较为传统的行业，所以，较为陈旧的机械设备已经不能适应我国煤矿行业的快速發展，因此就必须要进行机械设备技术上的更新。本文从矿井提升机“井下绞车”主通风机和皮带机这四个方面进行对煤矿机电设备变频调控技术的应用情况进行具体分析。
2.1 矿井提升机在煤矿机电设备变频调控技术的应用
矿井提升机在煤矿工作中是进行物料传输的重要工具，还是井下与外界进行联系的唯一通道，所以被称为“矿井咽喉”，是矿井工作中最重要的设备之一，因此矿井提升机安全可靠地运行，是维持煤矿工作人员和煤矿企业安全稳定生产的重要保障。对于煤矿提升机进行更新调控，在传统的方法上是把金属电阻接在电动机的转子电路上，用接触器或控制器把电阻进行阻断来实现最终的调速，但是这些主要控制的装置，会产生大量的电阻耗能和散热的问题。但矿井提升机在煤矿机电设备变频调控技术上的使用，减少了消耗，并提高了精度和安全性能。可以说，矿井提升机在煤矿机电设备变频调控技术的应用解决了调控中产生的所有问题，实现了矿井提升机在使用中系统安全性能的增加及能源节约的目的。
2.2 井下绞车在煤矿机电设备变频调控技术的应用
一般情况下，较为传统的井下绞车普遍采用的是交流绕线式电机串电阻调速系统，电阻的投切用继电器—交流接触器控制。而这种控制系统，由于调速过程中交流接触器的动作过于频繁，设备运行的时间也较长，交流接触器主触头极易发生氧化，进而引发设备故障。同时，对提升机速度控制性能也较差，经常会造成停车位置不准确的问题发生。在电控绞车系统中使用变频调控技术，可以将电压波动普遍控制在-15%-10%之间，频率波动允许范围为2.5%，输入电源则定位660V、50Hz，输出功率为200kW、频率为0-50Hz并具有连续的可调性。可以说变频控制技术在电控绞车系统中的应用，不仅在一定程度上，增加了电控绞车系统的过载能力，使其额定负载在原-120- +120%区间内可以充分满足运行要求。同时，也提升了自动转矩的低频运转能力，确保了其自身的额定转矩，也增加了对元件过热与欠压等的保护。
2.3 主通风机在煤矿机电设备变频调控技术的应用
在煤矿行业中，煤矿井下通风与除尘系统是较为重要的设备之一，主要作用是为井下作业人员输送氧气，并且排除有害粉尘气体，进而确保煤矿作业人员的生命安全。因此，可以说煤矿通风机是保证煤矿企业生产安全的重要技术装备之一，其也是煤矿通风系统的重要组成部分，在煤矿企业的生产、加工中有着极其重要的意义。尤其是主扇风机作为通风机重要组成部分，其在井下始终是24h 无间断工作，为井下作业人员提供着生存所必须的氧气。也正因如此，近些年来煤矿企业对风机的功率要求也提出了越来越高的要求。而变频控制技术在通风机中的应用，不仅进一步实现了通风机风量的随时调节，满足氧气输送的根本需求，也节约了大量的电费，做到了节能减排，降低了企业的成本。所以，变频控制技术被越来越多的应用于煤矿通风设备之上。
2.4 皮带机在煤矿机电设备变频调控技术的应用
皮带机作为煤矿井下生产作业的重要机电设备之一，其与提升机一样都是重要的输送工具。尤其是井下作业中皮带机的结构简单，噪音较小，能够实现水平或倾斜运输。因此，其在煤矿井下生产的巨大作用是不容忽视的。
而如若我们对其运输原理进行分析，我们则可以看到，其主要是通过液力耦合器实现皮带机的切换，依靠摩擦力来达到皮带的运动，摩擦力和张力变形来带动皮带上物体的运动。也正因如此，由于皮带机的实际运输原理，决定了其适合软启动方式。但是通过大量实际数据分析我们又可以清楚的看到，虽然软启动已经被广泛应用于皮带机的启动之中，但是在启动时，电机仍会产生较大的电流，引发强烈的电网电压波动，进而造成皮电机内部机械的发热与冲击问题，引发皮带机运行故障。而变频调控技术在皮带机中的应用，不仅在很大程度上直接解决了软启动问题，使起动与停止都能够按照所设定的皮带特定曲线运行，运行过程中能够自动地实现转差调节和功率平衡调节，使皮带机具有更加可靠、稳定的性能。同时，应用变频技术的皮带机在变频器的作用上，其所输出的力矩在不小于电动机额定力矩的前提下，可使电机能输出超过额定起动输出转矩，进而更好的满足负载变化大的承受能力和煤炭压带时的再起动的能力。并且在皮带机的变频控制技术应用之后，其整个过程的功率因素可以超过0.9，在较大程度上降低了无用功的功率。此外，电机在启动和调节过程中，转速平稳变化，电流没有任何冲击，消除了大启动电流对电机、传动系统和主机的冲击应力，也在很大程度上大大的降低了煤矿企业的日常维护保养费用。
3 结语
总而言之，在煤矿机电设备工作中，变频控制技术作为先进的科学技术手段，其在煤矿机电设备中的应用，不仅提高了煤矿机电设备的加工、生产效率，降低了煤矿企业的加工、生产成本，还在很大程度上进一步改变了煤矿企业的生产、加工环境。所以，进一步加强对变频控制技术的分析，扩大变频控制技术在煤矿机电设备中的应用范围则显得尤为重要。
参考文献
[1] 候海军.浅谈煤矿机电设备的变频控制技术[J].电子技术与软件工程，2013，24：256.
[2] 马国庆.变频控制技术在煤矿机电设备中的应用[J].中国高新技术企业，2014，05：41-42.
[3] 张云飞.变频技术在煤矿机电设备中的应用[J].陕西煤炭，2011（01）：37～38.
[4] 赵志宏.煤矿机电设备变频控制技术[J].中国新技术新产品，2010（14）.