变频节能技术煤矿机电

关键词： 改善 变频 开采 煤矿

变频节能技术煤矿机电（精选十篇）

变频节能技术煤矿机电 篇1

一、变频控制技术的原理及其发展

变频控制技术, 是新时代发展的产物, 有效结合电子技术、计算机技术的优势和特点形成的一种综合性技术, 主要利用半导体器件的作用, 对电源频率进行适时转换, 进而改变电机转速, 实质上就是将交流电变为直流电, 进而将直流电变为交流电, 亦或者将交流电直接转换为交流电。在这个交流电-直流电-交流电的转换过程中, 主要进行的是频率相关转换。半导体技术的不断发展, 促进了变频控制技术的发展, 其性能和功能符合现代社会的发展要求, 通过电力半导体器件改变工频电源, 并有效控制不同频率的电能控制装置。提高生产效率, 减少能源的消耗。

二、煤矿机电变频控制技术的应用与节能

煤矿机电变频控制技术的应用十分广泛, 涉及到煤矿开采的各个步骤和流程, 不仅有效提高了煤矿开采过程中的设备运行效率和运行稳定性, 而且大大提高了煤矿开采的生产效率, 促进了电能等资源能源的节约, 促进了煤矿业的发展。以下简要分析煤矿机电变频技术在通风机、皮带机、提升机等设备运行过程中的应用, 并分析其节能价值和意义, 探索变频控制技术的长远发展。

1煤矿机电变频控制技术在通风机的应用与节能

在煤矿开采中, 通风机是比较常用的, 是矿井作业中的通风设备, 对于矿井作业是必不可少的, 因此要求较长的工作时间, 煤矿开采深度的增加伴随着较大的风压, 对通风机提出了更高的要求, 要求的通风机功率越来越大, 变频控制技术的引入, 使通风机能够根据实际需要进行调试, 改变风量大小, 满足矿井作业的基本要求, 并能够有效节省资源浪费, 节能低耗。变频控制技术的引入, 可以避免电流过大对电网设备造成的损失, 降低了危险隐患的发生, 有效控制通风机的强度, 延长了通风机的使用寿命, 减少了设备维修的次数。

2煤矿机电变频控制技术在煤矿开采皮带机的应用与节能

在煤矿开采中, 煤炭皮带机是比提升机功率更大的机械设备, 皮带机在启动运行的过程中, 极其容易产生较大的电流, 就会导致电网电压产生异常剧烈的波动, 并伴随电机内部异常发烫等表现, 这些现象都是极其危险的, 此外, 皮带机启动运行的时候, 时间间隔小, 间断短暂, 韧性差的皮带不能承受如此的压力, 因此就会经常出现皮带老化, 皮带断裂的现象。此外, 液力耦合器在煤炭皮带机中也有应用, 对皮带机的有效运转产生影响。液力耦合器在运行的过程中, 经常会导致油温升温过高过快, 内部部件摩擦加大的情况, 这就导致后期维护和修理的成本过高, 难度过大, 功率难以同步, 并会对环境造成较大的污染。变频控制技术的引入, 不仅能够有效改变传输机的不良运作方式, 还能确保皮带机性能的稳定, 使其能够承受不同重量的运作功率和力矩, 保持电机工频的匀速运行, 大大节约了电力能源的消耗, 提高工作效率, 减少后期维护和修理的成本, 达到节能环保的目标和要求。

3煤矿机电变频控制技术在煤矿矿井提升机中的应用与节能

煤矿矿井作业中, 提升机是必不可少的, 是将物料和人员安全运输到目的地的必备设备。传统上, 提升机都是通过金属电阻带动电动机的方式运行, 并有效利用鼓型控制器和接触器的作用, 切除电阻, 适时调速, 但是, 这种运行方式极其容易导致电阻消耗过量, 散热较差的情况, 并且还会产生精确度较低的情况, 此外, 提升机减速和下放的过程中, 都需要借助动力生成直流电源或低频电源, 这种运作方式极其容易导致设备的损坏, 从而导致电能的消耗和浪费, 使提升机设备的安全性受到质疑, 并影响到整个煤矿开采的安全性和整体的经济效益。变频控制技术的引入, 不仅能够保证提升机的平稳匀速, 还能够方便地做到适时调速, 保证了提升设备的安全运行和性能, 加大了提升机的保护, 减少电能消耗量, 促进节能环保。

新时代的发展为变频控制技术的产生和应用奠定了坚实的基础, 变频控制技术的独特优势使其在煤矿开采行业得到了迅速的发展和广泛的应用, 不仅大大提升了煤矿开采的效率和生产水平, 而且保证了矿井开采的安全性, 提高了机电设备的性能, 使煤矿开采变得更为方便更为快捷, 大大节约可用资源能源, 提高资源的利用率。随着社会对煤矿开采要求的不断提高, 变频控制技术在煤矿开采中的应用将越来越重要, 我们只要充分认识到变频控制技术的基本原理和应用特点, 并了解技术应用的技巧和节能措施, 就能够促进煤矿开采的顺利进行和有效实施, 推进煤矿业的不断发展, 减少资源能源浪费, 提高煤矿业的生产效率, 扩大生产规模, 提高资源利用率, 构建煤矿开采的高质高效, 节能环保, 符合社会的发展目标和发展方向。

摘要：新时代社会经济的不断发展及计算机、电子技术的不断普及, 促进了变频控制技术的广泛应用, 在煤矿开采业, 变频控制技术由于其安全、高效、便捷得到了普遍的重视, 弥补了煤矿行业的不足, 减少了煤矿开采过程中资源和能量的消耗, 节约能源, 提高效率。本文简要介绍了煤矿机电变频控制技术的基本特点和基本原理, 分析了变频控制技术的应用对煤矿开采行业的重要意义和价值, 阐述了煤矿机电变频控制技术的具体实践和应用, 探索了煤矿机电变频控制技术的长远发展和节能措施, 提高煤矿开采行业的效率, 促进煤矿业的可持续发展。

关键词：煤矿,变频控制技术,机电设备,技术应用,节能措施

参考文献

[1]马修成.基于变频技术的煤矿机电设备应用分析[J].中国新技术新产品, 2009 (10) .

[2]王可乐, 姜欣欣.变频技术在煤矿的应用[J].科技资讯, 2012 (03) :90.

变频节能技术煤矿机电 篇2

【摘要】从我国进行改革开放之后，我国逐渐走上了一条可持续发展之路，各个领域都以绿色、环保作为发展的前提，而变频技术在有着良好的节省能源、降低消耗的作用的同时，还具有高性能矢量控制以及强大的抗干扰能力，因此，这项技术如果能够在煤矿机电设备中运用得当，不仅能为企业创造更好的经济效益，还能够提高该行业的社会效益。本文就变频技术的特点以及如何将变频技术运用在煤矿机电设备当中做出了分析。【关键词】煤矿机电设备；变频技术；工作原理；实际应用

现阶段，我国正处于一个经济飞速发展的阶段，各个行业都力图在这个社会环境下取得更好的发展，而煤矿企业如果想要在如此激烈的市场竞争环境中脱颖而出，取得更好的发展前景，就必须要将节能效果更好的变频技术运用到实际的煤矿开采工作当中。与此同时，经济的飞速发展带来的是我国居民的生活水平大幅度提高，在这个前提之下，人们开始更加的关注环保，希望能够更进一步的改善生活环境，因此，煤矿企业就更应该将变频技术应用到煤矿机电设备当中，从而在提升煤炭开采效率的同时还能够保证节能环保。1 变频技术的工作原理

在过去，各大煤矿企业都没用能够将变频技术实际应用到煤矿机电设备当中，都是使用交流电发动煤矿机电设备来进行工作，这就造成了资源的大量浪费。在经过调查研究以及实际接触之后发现，将变频技术应用到煤矿机电设备当中能够使交流电的速度发生一定的变化，因此，能够在很大程度上的降低对于电能的消耗。就目前而言，变频技术不管是在实践上还是在理论上都已经取得了很大程度的进步，主要是包括以下几点：功率器件变得更加智能化；逐渐实现了模糊自由化控制；变频技术当中的控制理论变得更加成熟，主要表现在变频速度的提升；我国许许多多的煤矿企业已经开始大量使用变频技术来完成转矩以及对矢量的控制工作。对于煤矿机电设备来说，使用变频技术能够使得交流电按照工作环境的变化而发生变化，通过将大功率晶体管（即GTR）转换成为绝缘栅双极晶体管（即IGBT）来提高功率器件的智能化程度，这就是变频技术的实际工作原理。现阶段，调速系统的集成度在日益提升，这就使得变频器也开始日益综合化，不单单是基本调速功能可以被有效实现，还出现了许许多多的新功能，例如通信功能、编程功能以及参数的辨识功能等。将变频技术应用到煤矿机电设备中的优势

近些年来，我国的煤矿行业发展飞速，而为了能够确保经济的持续性增长，我国各个煤矿企业都在大力开采中国越来越少的煤矿资源，这使得我国的煤炭资源储藏量变得更加稀少，也导致煤炭行业的竞争变得更加激烈。在这些前提的制约之下，我国的煤炭行业如果想要获得更好、更长远的发展前景，就应当开始思考如何利用先进的技术来降低煤炭企业在日常的生产过程中所消耗的电力，通过尽量减少企业的工作成本来提高企业的经济收益。因此，煤炭企业应当尝试将变频技术应用到煤矿机电设备当中，通过新兴技术来实现企业生产过程中的节能减排，以此来提高企业的经济效益，与此同时，将变频技术应用到煤矿机电设备当中还能够减少设备向外界排放出的废物，大大的降低了煤炭开采活动对于生态环境产生的污染以及破坏。对于煤炭行业来说，在煤炭的开采过程中，各种机械设备每天消耗的电能非常多，只有合理的将变频技术应用到煤矿机电设备当中，大量增加具体的变频技术的应用案例，并以这些案例作为研究资料，才能够实现对变频技术的创新，从而更大程度上的提升对于煤矿机电设备的控制能力以及提升节能性。由此可见，将变频技术应用到煤矿机电设备当中是极为必要的。如何在实际工作中将变频技术应用到煤矿机电设备当中 3.1 将变频技术应用到提升机当中

在煤炭开采人员进行煤炭开采工作的工程当中，需要频繁的使用提升机来到达各个工作地点，并且需要使用提升机来完成对开采工具、材料以及煤炭材料的运用工作，因此，提升机对于每一个煤炭企业来说都是必不可少的设备之一。一般来说，提升机拥有以下两个特点：提升机的运动速度情况比较复杂；提升机的启动以及停止行为比较频繁。提升机在工作的时候，主要是利用安装在机械设备内部的金属电阻来完成对于提升机的调速工作，而电机的转速主要是取决于这个金属电阻的电阻大小，因此，提升机在工作时就会消耗大量的电能。这种传统的调速方法过于依赖额外动力来制动电源从而完成提升机的工作，安全性能就没有过多的保障。为了提高提升机在运行中的安全性并降低工作时对于电能的消耗，相关的技术人员可以利用计算机来讲变频技术应用到煤矿机电设备当中，从而实现机电设备当中各个电路元件之间的连贯性，并加强各个元件之间的逻辑关系，从而最终实现对于提升机的优化。

3.2 将变频技术应用到皮带机当中

除了提升机之外，煤炭企业在进行煤矿的开采时，还需要运用到大功率的皮带机来完成对于开采出的矿物的运输工作，而这种皮带机在工作的时候，非常依赖电机来带动皮带的转动，因此，就需要使用非常大的电流量来启动电机，从而带动皮带的转动。传统的液力耦合器能够实现对于皮带机的功能，但也会使电路电压发生较大的变化，可能会降低皮带的使用寿命，而且由于液力耦合器在工作时会产生大量的热能，这也会加速皮带的老化。因此，为了能够降低皮带的损耗，延长皮带的使用年限，相关的技术人员可以将变频技术运用到皮带机当中，以此来实现皮带机软启动，从而确保皮带机的平稳运行，降低电能的消耗。将变频技术应用到皮带机当中，能够大大的提升耦合器的能量以及能源的利用效率，而且设备的维修费用也会大大的降低，从而增加煤炭企业的经济效益。3.3 将变频技术应用到通风机当中

在进行煤炭资源的开采时，还需要使用通风机来为煤炭开采人员提供一个更加安全的工作环境。通常情况下，在煤炭开采人员深入井下进行开采的时候，必须要一直保持通风机处于工作状态，因此，这也需要耗费巨大的电能，而且伴随着煤炭开采数量的不断增加，煤炭开采人员需要下到矿坑更加深入的地方来进行煤炭的开采，这对于矿井内的通风机也是一个巨大的挑战，这主要体现在以下几个方面：通风机的起动电流需要变得更大；通风机的设备损耗变得更大；通风机的功率随着矿井开采的深度增加而变得更大。而将变频技术应用到通风机当中，就可以使得通风机可以实现软启动，还可以减少对于电能的消耗从而解决矿井井下通风的问题，除此之外，还能够延长通风机的使用寿命。3.4 将变频技术应用到采煤机当中

煤炭企业在进行煤炭资源的开采时，必须要使用采煤机，因此，煤炭企业必须要做好四象限工作，并将变频技术应用到四象限工作当中，只有这样才能够在较大范围内完成对于采煤机的调节工作，从而确保采煤机能够时刻保持平稳的运行，很大程度上的减少了下滑以及溜车等情况的发生。除此之外，将变频技术应用到采煤机当中还能够极大的简化采煤机的操作工程，降低了煤矿开采的工作难度。4 总结

变频技术一经问世，就引发了人们的广泛关注，很多企业都逐渐意识到变频技术对于企业发展的重要性。因此，会有越来越多的企业将变频技术应用到实际工作当中，尤其是煤矿开采行业，变频技术对于煤矿开采行业的提升非常巨大，而在经过一段时间的应用过后可能还会变得更加巨大，因此，煤矿开采行业应当将变频技术应用到更多的煤矿机电设备当中，让煤炭企业在激烈的市场竞争中更具竞争力。【参考文献】

煤矿机电设备变频节能技术研究 篇3

【关键词】变频;煤矿机电;应用

变频技术具有良好的节能效果和平缓的机械调节功能，在我国矿山机电设备中得到了越来越广泛的应用。本文简单介绍了变频技术的发展情况，并通过变频器在机械动力负荷设备中的应用实例，介绍了变频技术在我国煤矿大型机电设备中的应用，最后就变频技术在煤矿机电设备中的应用做了应用展望。

１．变频技术的发展情况

随着电力电子技术和控制理论的进步，变频技术在理论和应用方面取得了较快的发展。在功率器件方面，经过了GTR、IGBT的更替，并进一步发展为智能功率模块（IPM）；在控制理论方面，压频比（U1/f）控制方式得到很大改进，矢量控制和转矩直接控制方式在实际变频器中广泛应用，模糊自优化控制、人工神经网络等控制方法成为新技术的研发方向；调速系统的集成度越来越高，从单片机开始，先后产生了数字信号处理器（DPS），精简指令集计算机（RISC），出现的高级专用集成电路（ASIC）；在功能方面，变频器的综合化越来越高，除了能完成基本的调速功能外，具有内置的可编程序、参数辨识及通信等功能。

2.变频调速原理

利用电力半导体器件的通断作用把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的电能控制装置称作“变频器”。变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。变频器主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM（脉冲宽度调制）波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。PWM控制技术一直是变频技术的核心技术之一。

3.交流四象限变频器在煤矿机电设备中的应用

采掘设备的大坡度工作环境，提升机、输送机、电铲等机电设备的频繁调速、起停，要求变频器能四象限工作。四象限变频器将整流电路由原来的全波整流桥改为由IPM（智能功率模块）构成的可控整流桥，当电机处于电动状态时，四象限变频器的控制与两象限变频器的工作是完全一样的，当电机处于发电状态时，四象限变频器中原来的逆变电路将作为整流电路工作，而原来的整流电路则作为逆变电路工作，达到将电机产生的电量回馈到电网的目的。

3.1在采煤机中的应用

目前，采煤机变频调速系统已从“一拖二”发展到“一拖一”，我国能量回馈型四象限运行的交流变频调速采煤技术处于世界领先水平，国产电牵引采煤机行走功率最大2×110KW，变频器电压380V，能够实现额定转速下恒定转矩调速，额定转速以上恒定功率调速及两台变频器之间的主从控制和转矩平衡。太原矿山机器集团生产的MGTY300/730-1.1D电牵引采煤机使用了回馈制动的四象限变频器，在开滦集团范各庄矿进行了应用，采区的倾角为12°～18°，局部达到25°～30°，从现场运行情况来看，四象限变频器调速电牵引采煤机对大倾角工作面能较大范围内调节制动力矩，维持牵引速度基本不变，机器没有发生下滑跑车的现象，结构简单、控制灵活、操作方便、速度调节可靠。

3.2采煤机的控制

3.2.1采煤机的操作控制

采煤机启动和停机，借用动力电缆一根控制芯线，使采煤机的控制回路与磁力启动器先导回路相接，组成远地控制回路。采煤机送电后左截割电机和泵电机运行、牵引变压器得电输出400V交流电供给交流变频调速电控装置。经过顺槽磁力启动器延时5～7秒后，右截割电机运行。停机有五处：分别为左右端头站的总停、左右遥控器的总停、变频器箱盖板上的总停按钮1S2。在启动回路里串进了两截割电机和泵电机的温度接点。瓦斯接点接进PLC中与其它故障一起通过自保接点接进启动回路里。无论哪台电机的温度超限或瓦斯浓度超限，均可通过这些接点断开启动回路。从而切断采煤机的电源。

3.2.2运输机控制

按下1S3（安装在变频器腔盖板上），即可在采煤机上控制运输机的停机（只控制停机，不控制启动）。采煤机检修时运输机应闭锁。

3.2.3电磁阀控制

采煤机上所用的电磁阀全部为隔爆电磁阀。共有五个电磁阀，分别控制采煤机左、右摇臂的升降，控制牵引电机制动闸的松闸和抱闸。通过左右端头站和左右遥控器上的上行、下行或手动可实现左右摇臂的升降。通过PLC中的程序控制制动闸松闸或抱闸。左、右端头站，遥控器上的操作通过控制盒转换隔离之后，进入PLC。

3.2.4牵引控制

交流电牵引采煤机牵引机构由左、右牵引部和左、右行走箱组成，位于机身的左右两端，是采煤机行走的动力传动机构。左、右两个牵引部内各有一台用于采煤机牵引的交流牵引电动机，牵引电机的供电拖动由两台交流变频调速电控装置提供，通过变频器改变供电电压、频率，从而改变牵引电机的转速，即改变采煤机的牵引速度。两台变频器分为主、从变频器。主变频器设置为速度给定，从变频器设置为转矩给定。主变频器由PLC给出速度给定，从变频器以主变频器的转矩输出作为其转矩给定。即主变频器由速度和转矩环控制，从变频器仅由转矩环控制。从变频器跟随主变频器动作。

3.2.5单牵引

每个牵引部设有齿式离合器，当变频器或所驱动的牵引部出现故障时，左右变频器均可方便進行单牵引。

4.变频技术在矿山机电设备的应用展望

变频技术在矿山机电设备中应用越来越多，但应用还不普及，变频技术在我国矿山机电设备中还有很大的发展空间。

4.1推广面较广，矿山中大小机电设备种类繁多，能解决好变频器与这些设备的匹配问题，就能得到更广泛的推广。

4.2需求量很大，我国矿山基数大，在机电设备的改造中必然需要大量的变频器，会极大推动变频技术在矿山的发展。

4.3专业化可以加强，矿山有很多特殊工作环境，如井下工作等，需要具有特殊功能的专业变频器配置这些装备。

4.4多功能、网络化的更新。电子技术日新月异，矿山改造过程中对变频器的使用和控制也会呈现多功能的趋势，对变频器的控制也会成为矿山网络化管理中的一个重要环节。■

【参考文献】

［１］李良仁.变频调速技术与应用[M].电子工业出版社，2004.

［２］韩安容.通用变频器及其应用[M].北京：机械工业出版社，2000.

煤矿机电设备变频节能的技术探讨 篇4

1 变频节能技术的特性浅析

我国的大多数煤矿在进行运作时所使用的机电设备都是同样的运行模式, 在机电设备运作的过程中可以发现, 其转速与电源输入的频率之间有一定的关系, 所以, 只要对输入电源进行有效的控制就可以在很大程度上改变机电设备的运作效率, 因为电源频率的改变可以改变机电设备的运转频率, 变频技术的基本内容所依赖的原理也是这方面的, 通过这样的有效控制, 就可以改变转速从而改变运作效率。

我国目前的变频技术大多数都是同样的技术类型, 将电源输出的直流电通过转换变为不同类型的交流电, 或者是将交流电通过转换变为直流电, 在这个转换的过程中, 电源的输出频率发生了变化, 从而将机电设备的运作频率产生改变。随着我国技术的不断发展进步, 变频技术的使用程度和改进程度都有了较为明显的提高, 变频技术通过不断地完善, 在性能方面逐渐体现出了超过其他调速系统的能力, 而且变频技术的最大优点就是控制输出能源的频率和使用程度, 让煤炭工程中机电设备的使用价值和运行效率都在很大程度上提升。

2 变频节能技术的使用情况以及其使用原理

在我国的煤矿生产过程中, 对于运作的安全性要求是非常高的, 所以我国在不断发展的过程中都在努力寻找适合煤矿的技术, 变频技术的应用虽然在很大程度上提高了煤矿机电运作的安全和效率, 但依旧没有完全融入煤矿机电设备中。随着我国信息技术的发展与进步, 节能方面的技术要求不断变高, 变频节能技术的发展脚步逐渐增快, 而且在煤矿工程中应用程度不断加深。通过不断的实践摸索和开发研究, 变频节能技术已经可以融入煤矿机电设备中, 使得煤矿机电设备的工作效率大大提高, 而且变频节能技术的本质可以让煤矿机电设备的耗能减少, 不仅提高了工作效率, 还能很有效的提升煤矿产业的经济效益。

变频节能技术在许多方面都有其他技术系统无法比拟的优点, 比如在功率控制方面, 专业的功率控制配件让变频技术的运用程度不断加深, 使得变频的功率在运行的过程中逐渐增大, 而且变频技术的控制方面有非常先进的系统支持, 不同的控制方法进行互补利用让变频节能的技术应用面更广阔。在变频节能技术的研究方向上, 信息技术的支持和发展让变频技术走向更高端的科学化和人性化, 控制系统的智能完善和集成系统的管理范围都在很大程度上得到了发展, 并且变频节能技术从传统的单一数字处理变成了信息化的数字信息集成处理, 利用计算机的先进性和信息技术的支持让变频节能技术的研发有了更广阔的发展方向。最后是变频技能技术在功能方面上的提高, 不断的科学化与全面化让变频节能技术有了更广阔的应用面, 综合性能不断增强, 其功能已经不再简单的局限在某一方面, 而是整合发展, 不断创新进步。

3 变频节能技术在机电设备中的应用情况分析

信息技术逐渐普及到社会的各个领域中, 变频节能技术的应用经过信息技术的渗透, 使得其使用程度也变得更广。在我国的煤矿机电设备运作过程中, 变频节能技术的应用不断加强, 本文主要从以下几点结合实际内容进行分析。

3.1 变频节能技术在采煤机中的应用分析

在我国不断发展更新的过程中, 采煤机的频率变化调控已经从传统的由一拖二进步到一拖一, 在我国采煤机的技术应用中, 能量回馈型的四象限运行技术是超越世界其他国家的, 我国国内自发研制的采煤机在功率最大化方面已经可以调控到2×110k W, 这相对于其他国家是非常先进的, 变频器的控制电压是380V, 在这个控制电压下可以很稳定的实现额定转速的调控功能, 从实际的运行状况观察, 能量回馈型的四象限运行技术可以扩大采煤机的工作范围和控制程度, 让采煤机有更安全的运行保障。

3.2 变频节能技术在提升机中的应用分析

在煤矿机电设备中, 提升机的应用面是非常广泛的, 而且提升机本身的使用价值就比较高, 通过对提升机正确的使用, 可以让煤矿的运作有更可靠的安全保障, 在一定程度上也保护了工作人员的人身安全。传统的煤矿机电设备中, 对于提升机的使用和安置是比较缺乏科学性的, 而且其技术支持比较落后。在传统的提升机中想要控制机电设备的运转频率就必须在电动转子内加入电阻, 这样会让提升机运作时产生巨大的安全隐患, 对工作人员和施工安全都带来了巨大的影响, 而且加入电阻的办法会让电能消耗过快。在提升机中加入变频节能技术可以实现对提升机的现代化控制, 让提升机可以收到远程控制, 确保施工的安全性, 并在很大程度上保证了提升机的运转效率。

3.3 变频节能技术在皮带传送机的应用分析

与提升机的运作情况基本相似, 其原理也基本相同, 皮带传送机在实际运作过程中利用变频节能技术可以更有效的将煤矿从矿井下运输到地面上。变频节能技术可以整合煤矿机电设备中的电流波动情况, 使机电发热情况减少, 发挥皮带的实际作用, 提升其工作效率。这样就可以改变皮带传送机的运作频率和效率, 在很大程度上提高煤矿机电设备的实际运作价值, 不仅可以让变频节能技术很好的应用在煤矿机电设备中, 还可以让皮带传送机得到最大程度的应用。

4 总结

就目前我国的实际发展状况来说, 变频节能技术的应用是必然的, 其应用价值和应用方向是非常适合我国煤矿机电设备发展的趋势的, 但变频节能技术还不够完善, 在许多煤矿机电设备中应用程度依旧没有达到标准, 在不断发展的过程中, 希望广大相关工作人员可以不断创新和不断研究, 让煤矿机电设备变频节能的技术应用发展有更广阔的前景。

摘要：由于煤矿挖掘开采工作的环境问题, 导致煤矿机电设备的运行条件很难维持良好的稳定性, 进而导致其工作效率低下, 这在很大程度上限制了煤矿挖掘工作的安全性能和工作效率。变频节能技术在很大程度可以改善我国目前煤矿的实际工作效率, 本文就其内容进行了简要的探讨。

关键词：煤矿,机电设备,技术

参考文献

[1]胡正全.故障检测诊断技术在煤矿机电设备的应用[J].商业文化 (学术版) , 2008 (05) .

[2]马修成.基于变频技术的煤矿机电设备应用分析[J].中国新技术新产品, 2009 (10) .

煤矿机电设备变频技术的合理应用 篇5

【关键词】煤矿机电设备；变频技术应用

机电设备是煤矿生产不可或缺的重要组成部分，随着我国煤矿生产技术的不断发展进步，井下生产设备机械化水平越来越高的背景下，为了确保生产的安全和经济效益的提升，变频技术在井下机电设备中的应用越来越广泛。下面就对煤矿机电设备变频技术的合理应用展开深入探讨。

1、变频技术的概念及作用

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。

目前，变频技术的应用已越来越广泛，通过变频器进行变频可以实现如下目的：①调速。普通的三相异步电动机，加装变频后可以实现调速功能。即任意地改变电动机的转速；②节能。变频器调速比传统的电磁调速可以节电25%～80%。当然，具体的切能效率如何会因具体用电设备的不同而有所差异；③软启动。硬启动可能会对机电设备产生一定的危害，而采用变频技术，能最大限度地对减少启动对机电设备的危害。

2、变频技术在煤矿机电设备上的合理应用

变频技术能够有效提高煤矿机电设备的运行效率，所以在煤矿机电设备上应用十分广泛，已成为煤矿井下生产中的重要的设备。变频技术在煤矿机电设备上的应用主要有：

2.1变频技术在通风机中的应用

煤矿生产主要设备中主通风机具有重要的地位。作为矿井主要通风设备，运转时间长，被称为是煤矿的“呼吸系统”。随着开采和挖掘不断深入，井下的风压不断增加，通风机需要的功率也在不断增大。但通风机功率常常会成为限制井下开采效益的重要问题。通风机设备采用变频调速，可以根据巷道的风量需求情况进行调速，避免了电能消耗，应用效果十分显著。由于通风机通过变频器的改造之后还能实现变频软启动，能有效防止了启动电流冲击，这既能避免对电网设备的冲击，又能随意启停。在大部分时间里面，通风机都是在较低的速度下面运行，所以大大降低了通风机工作强度，能使得通风机的使用寿命得到延长，避免不必要的维修。

2.2变频技术在皮带机中的应用

皮带输送机是煤矿用的最多的运输设备。它一般采用交流电动机工频拖动的方式，通过液力耦合器传动，因此存在着传动效率低、启动电流冲击大等缺点，使皮带和液力耦合器磨损严重，因此维护及维修成本比较高。而利用变频器的软启动功能，就可以实现皮带输送机系统的软启动，就能减少皮带在启动过程中产生的张力，减少对皮带的伤害。也可以根据输送量的大小实时调整运输的速度，从而达到节约能源的目的。变频器完善的保护功能包括过压保护、过流保护、欠压保护、短路保护、过载保护等，并可与皮带输送机的综合保护装置如烟雾保护、打滑保护、跑偏保护、煤位保护、瓦斯保护、纵向撕裂保护、急停保护等对接，并完成各项安全保护性能。尤其在下运式皮带输送的使用中，可进行发电制动回馈电网，节能效果更加明显。

2.3变频技术在采煤机中的应用

采煤机具有频繁的启停、调速要求，对于变频器而言，就要求可以进行四象限工作。整流电路借助于四象限变频器调整全波整流桥为可控整流桥（主要构成为智能功率模块），在电机介于具体的电动状态之下的时候，四象限变频器和两象限变频器在具体的工作之上，没有任何的差异，在电机表现为发电状态的时候，原本四象限变频器里面的逆变电路就会演变为整流电路进行具体的工作，原本的整流电路就会以逆变电路的具体形式开始工作，这样的话，有利于由电机生产的电量被很好的反馈给电网。

目前，采煤机的实际变频调速系统，在有效达到额定转速之下，针对恒定转矩予以调速，针对额定转速之上，就恒定功率进行的调速来说，还要针对两台变频器进行转矩平衡以及实施主从控制。

在采煤机中合理运用四象限变频器调速，采煤机可以在较大的范围之内对倾角工作面予以调节，能够将牵引速度维持在一个基本不变的水平，机器也不会出现下滑跑车这种具体的现象，且易于操作，结构总的来说也不是很复杂。

3、煤矿机电设备应用变频技术中还应注意的问题

3.1变频技术应用要结合机电设备的实际使用条件

变频器虽然具有节能、可靠、安全、高效等很多优势，但也存在高次谐波、噪声和振动大、容易发热、价格相对昂贵等问题，在具体应用于机电设备中时要结合实际运行状况选择，是否有必要采用变频控制，以及变频器的工作电压、容量、频率限制、加减速时间等技术参数。

3.2合理进行负载匹配

根据负载特性的不同是选择变频器类型和电动机的前提，比如：一般恒转矩负载应选择具有恒定转矩特性、而且启动和制动转矩都比较大、过载时间和过载能力大的变频器； 风机泵类负载重点要求经济性和可靠性，应选择具有控制模式的变频器；恒功率负载要求输出为定值控制，变频器需要专门设计。

3.3正确安装和使用

变频器对安装质量要求较高。一般变频器使用温度范围为-10℃ ～50℃；海拔高度应小于1000m，超过此规定应降容使用；不能安装在经常发生振動的地点，否则应采用防震措施；不能安装在电磁干扰源附近；不能安装在有灰尘、潮湿、腐蚀性气体等空气污染的环境；变频器要通风畅通，确保控制柜有足够的冷却风量；变频器与弱电控制设备分开布置；使用中还要注意限制最低转速，并尽量避免频繁操作等等。

结语

变频技术应用于煤矿机电设备上是采矿技术发展的必然结果，更是机电设备性能优化的必然选择。目前，深入研究变频技术在煤矿机电设备中的合理应用，以切实提升设备的应用效率值得重视，这不仅可以促进变频技术的发展，还能为进一步推动煤矿机电设备改进奠定必须的技术基础。

参考文献

[1]王践伟.《浅析变频技术在煤矿机电设备中的应用》[J].山东煤炭科技，2012（5）

[2]张志强.《变频技术在煤矿机电设备更新改造中的应用探析》[J].内蒙古煤炭经济，2012（11）

变频节能技术煤矿机电 篇6

交流电动机变频凋速是利用三相异步电动机的转速随频率变化的特性,通过改变交流电动机的供电频率进行调速。 因其先进的调速方式和显著的节能效果, 在煤矿风机、水泵等机械设备上得到广泛的应用。如应用在矿井提升机、皮带机、风机、水泵中,可节约电能,提高控制性能, 减小节流损失,延长设备使用寿命,降低维修费用。变频调速在一些机械设备中实现软启动,克服直接启动存在的启动电流过大造成的机械冲击,电器保护特性差等缺点。

1变频调速技术原理分析

在改变交流电机输入的电源频率基础上,变频调速的技术原理能够调节交流电动机转速。对于工作在负荷不满的煤矿设备来说,使用效率则会在交流电阻调试方式下变得较低,电能浪费不可避免。供电电流的频率的改变,一定要根据负荷负载转速的变化,同时,还应该和调节电压配合,这就是变频调速运行原理。这样,电能消耗能有效降低,在不同转速下,还能保持比较高的运行效率,使得启动问题得以改善,减少瞬时启动的冲击对于电机及负载设备影响,同时,还能使得负载设备工作精确度能有效提高,延长设备工作寿命,经文献分析,电能在利用变频调速技术条件下可节省40% 左右。

1.1结构原理及工作原理

为了更好实现绞车调速问题,电动机的转速则是在变频器的作用下,改变电动机定子供电频率来实现。下面两个过程主要在交- 直- 交变频调速系统过程中: 第一,正常的逆变过程,也就是绞车电机作为电动机的过程。滤波、整流和正常逆变则是此过程中的三个部分,其核心部分则是正常逆变过程,为了更好实现调速作用,则是通过电机定子的供电频率的改变来实现;第二,能量回馈过程,也就是绞车电机作为发电机的过程。输出滤波、回馈逆变和整流则是构成此过程的三部分。整个回馈过程的核心部分就是相关的回馈逆变部分,在与电网电压相位相比,回馈逆变输出的电压相位相同,电网回馈则是在减速和重物下放的操作时间内进行。

1.2系统结构分析

分析隔爆智能变频调速控制系统,其主电路的主要组成部分包括以下几个方面,6组SKIP模块、进线电抗器、充电接触器、充电电阻等。对于三相桥式变流电路进行分析,其是由SKIP模块所组成,在系统中存在两块,一组为向电网发电反馈的逆变桥,另外一组则为变频器逆变器。 计算机控制板、PIB接口板和内置PID模板则组成了变频器的控制电路。在计算机控制模块作用下,进行传递和放大其输送来的触发脉冲信号,这就是PIB接口模板的主要功能。RS485通讯煤矿节电技术中还包括相关的操作控制模板以及液晶显示。PIB接口模板还能够进行直流母线电压的采集、功率器件IGBT过热的故障信号进行输入、SKIP采集的输出电流过流进行传递等等,通过其作用,使得上述信号能够传送给计算机控制板,然后可以进入软件系统分析。

接收提升机操作命令则是计算机控制模板的作用,这包括其中的反向和正向运行,不同频率的触发脉冲可以通过其控制电位器传送来的速度基准值来产生, 同时,在软件中建立的电机数学模型帮助下,电机速度值的计算值则是根据反馈回来的输出电压、电源电压、输出电流等信号得到的,这样就可以进行闭环调节的控制问题,从而使得控制成为可能。一个串行通讯在RS485通讯板中所提供,这种方式有利于矿网通讯。在液晶显示和控制板作用下,变频器、电机的各项参数的设置以及相关的变频器的操作,都能够进行就地的控制。同时,并进行相关参数设置的显示。变频器的最后一次故障跳闸的各项参数,还包括变频器故障跳闸的次数、原因都能在其中进行显示。

1.3主要技术性能

为了更好实现无级调速,且具有调速精度高和调速范围宽特点,这里采用先进的四象限交一直一交无速度传感器矢量控制,在低频运行变频器时,这样能够保证按照100%额定力矩输出。为了提高绞车安全运行水平,采用高质量的进口产品在计算机控制模件和主要功率器件方面。 发电反馈制动和发电反馈自动转换能够实现,对于下放重物的绞车制动要求更加平稳、可靠、简便。使得功率因数>0.95,具有较高的功率因数。重要保护的双线制保护功能则是通过选配相应的数字式深度监视器实现,包括超速、绞车过卷、减速、 超速和限速等方面。正弦波为输入电流波形,这样使得电网的谐波污染能够大大减少。

2煤矿生产中的节能技术分析

2.1煤矿地面和井下的主要用电设备中节约电力

通过提升设备和电动机容量进行合理选用,电力在提升系统中能够有效节约,这在煤矿井下和地面主要用电设备中体现较为明显。比如,为了使得电动机容量有效减少,带尾绳的平衡提升应用在较深的立井中,双钩提升则应用在斜井中。 各段加速电阻正确计算的基础上,速度图进行合理的选择,使得电能损耗的减少在加速电阻上成为可能。并且,为了充分利用有效装载量,应该定期清扫提升容器, 以实现节约电力的目的。提升机的电动机和减速装置还应该进行相关的润滑保养, 以及定期维修工作,满足阻力的减少,使得维修工作进一步加强,提升机轻载或不平衡运行能够有效避免,提升机的工作时间有效减少,设备运转灵活。在矿井生产对风量的实际需要中,对于通风系统进行分析,在降低电能消耗和提高风机效率的要求下,才能进行叶片角度的确定。为了避免在大风量下的增大通风阻力问题,不应该使用闸门调节,而调节风量应该使用风机的前导器。通过通风阻力的减少可以通过定期清扫巷道实现,扩散器可以在出口进行安装,集风器则在进风口进行。旧的通风机进行改造以满足生产需要,这在矿井生产的发尤为重要。为了防止地面水渗入井下,矿井涌水量有所减少,应该及时进行排水管中的水垢清除,尽量消除排水管路粗细不一致的现象,这样就能有效避免排水管路的阻力增大的情况。水泵叶轮级数在水泵扬程过大时而应该所有减少,因为过大的水泵扬程将造成太多的耗电量。为了更好提高排水效率,多台水泵串联运行在多级排水过程中尤为重要。为了在压风系统中实现同一时间打眼,同一时间用风的要求,使得运行时间有效缩短,轻载或空载运行应该进行避免,同时, 还应该集中安排生产和合理布局。为使得进风阻力有所减少,应该经常清洗过滤器,同时,为了更好提高整机运行效率,应该辅助设备的能耗有所降低。分析压力调节器使用过程,为更好节省电能,机器排空应该在压力超过正常值时进行。减少开机时间可以通过合理组织开拓掘进作业实现,并进行风动工具的定期检修,使得其效率能够提高。

2.2在矿井电力网路中节约电力

生产设备、照明这些是直接在矿井所需的电能消耗,其余的则是耗于矿井的电力网路的隐形消耗,这部分一般占到矿井总用电量的5% 左右,比较高的时候能够达到10% 左右。采取合理提高供电电压, 采用双线路并联运行,进行供电距离的缩短,均衡线路负荷,还有相关的增大线路截面等措施能够有效减少矿井供电线路中的损失问题,达到电能损耗减少的目的。

2.3在矿井地面和井下节约照明用电

对于经常有人工作的场所来说,在井下的主要巷道机器控制室应该保证足够的照明条件,同时,还应该采取一定的节电措施,保证工人视力不受损伤,以及保证工作施工安全,比较有效的节电措施就是通过大力推广使用节能灯具、合理调整与布置照明设备、井下巷道定期清扫煤尘、定期清理灯罩以及刷浆等措施,能在一定程度上使得电能有所节省。

2.4提高矿井供电网路的功率因数

考虑到矿井供电网路中功率因数低的特点,这样网路中的电能损耗有所增加,造成电缆的截面的增加,有色金属有一定的浪费,造成供电设备造价增加比较高,供电网路中的电压降有所增大,造成用电设备运行具有一定困难,所以,应该合理使得功率因数提高。

2.5煤厂水泵变频控制自动调节流量

对于原来采用人工控制阀门调节流量和普通电抗启动柜的洗煤用水泵来说, 管路的阻力就人为地有所增加,使得管路系统的损失很大,水泵的节能运行无从谈起。对于水泵进行变频器控制,采用变频节电装置能够满足电机电流随着洗煤用水量的变化而变化,负载电流变化能够自动检测完成,电机转速调节流量是通过全数字微处理器完成,这样能够方便实现恒压供水,且具有较少的能量损失。

3结束语

在技术多样的煤矿工业中,通过掌握实际的煤矿设备的应用情况,掌握好各种各样的技术要点,应用好变频调速技术, 才能使得煤矿企业能够达到最大的经济效益。

摘要：在我国我国能源支柱产业中的煤矿业具有重要重要作用,本文在分析变频调速技术原理的基础上,重点就变频调速技术在煤矿机电节能中应用进行分析,包括煤矿地面和井下的主要用电设备中节约电力、在矿井电力网路中节约电力、煤厂水泵变频控制自动调节流量和提高矿井供电网路的功率因数等问题,对于今后煤矿机电节能发展具有一定帮助。

变频节能技术煤矿机电 篇7

交流变频调速技术是一种集微机技术、电力电子技术, 以及电机传动技术等于一体的高效调速方式, 综合应用性相对较强, 并具有无附加转差损耗的典型特征。结合变频调速技术的基本原理, 该技术能够利用整流桥来实现工频交流电压向直流电压的转化, 再通过借助逆变器, 将其转化成电压和频率可调的交流电压, 以此来作为驱动电机的电源。通过变频调速技术, 电机能够获得一定的电压及电流, 并用于无极调速。在当前, 由于变频调速技术可按照电机负载的变化情况, 进行自动、平滑地增速或减速, 大大提高了煤矿电机的工作效率, 使得该技术的应用越来越广泛。

2 变频调速技术在煤矿机电领域应用的优势

一般认为, 变频调速技术在煤矿机电领域应用的优势主要有以下几种。包括: (1) 可通过更改交流电动机定子绕组的供电频率及电压, 进而起到调节电机转速的效果。变频器系统可在电机负载改变的情况下, 进行自动、平滑增速或减速, 并使电机噪音及机械震动得到有效降低。在低速时, 除了加大电机的转矩之外, 还能够保证运转稳定和不共振, 大大延长了设备的使用寿命。 (2) 设备起动时通常会产生大量电流, 而其软启动功能则可以将起动电流控制在额定电流以内, 有效控制电流对电网的浪涌冲击以及机械冲击, 为电机的稳定运行提供保障, 并降低电机的维护成本。 (3) 工艺改造简易、可行, 可在传统异步电动机的基础上改造旧设备, 在实现改造简单、可靠和耐用等特点的同时, 起到维护容易、节能显著等效果, 并不违背原工艺的技术需要, 起到减少机械磨损的效果。

3 结合实例, 分析变频调速技术在煤矿机电领域的节能应用

结合某煤矿企业的节能改造实例, 该企业主要选用2×10k W对旋轴流式风机, 型号为FBCDZ-8-N020B;改造所用的变频调速器为10k W/380V ABB变频器, 型号为ACS510-1, 主回路功率器件由微处理器进行全数字化控制, 型号为Siemens IGBT。由此在实际运行时, 该企业便可以通过设置不同参数来满足不同工况的特殊要求。

具体而言, 该企业主要将原先使用的自耦降压起动用变频调速器代替, 并通过观察具有一定表现规律的脉冲列的脉冲宽度, 即我们通常所说的正弦波PWM来实现对出量及波形的调节。由此可在频率范围为0.1~50Hz的条件下, 对电动机的加速、减速, 以及运转和起动等进行有效控制, 进而达到稳定运行、无极调速, 以及减小对供电网络影响等效果。

经改造后, 该企业的通风系统具有以下特点。一是不需要放风, 且调节精度有所增加。改造后的风机电机转速可通过对供电频率的任意调节来实现控制, 并且在调节精度上要较原通风系统高得多。例如, 当前该煤矿企业的矿井需要2564m3/min的风量, 而风机的额定风量则为3680m3/min, 由此便可实现对风机供电电压频率的有效降低, 将风机工作频率设置为35Hz, 可以起到进一步减少风量的效果。二是节省电能。在相同情况下, 相对于上一年, 该企业可节省电能达66%左右。电动机相关运行参数设置如下表所示。

由上表可以看出, 电动机的功率与风机转速呈现正相关关系, 风机转速越低, 电动机功率也相应降低, 当风量降低至80%时, 风机转速同样降至80%;此时可节省轴功率约为51.4%。当风量降低至50%后, 此时轴功率同样发生下降, 并降至额定值的12.5%左右, 充分体现了节能的高效性。其中, 主扇风区每个月节省电能K的计算方法可参考:节省电能=电动机额定输入功率×省电率×24×30k W·h, 即:K=110×2×66%×24×30=104544 (k W·h) 。

通过分析该煤矿企业的节能改造方式, 可以看出, 该企业在工业用电上可节省将近4万元左右, 假设ABB-ACS510变频调速器成本费用为10万元, 那么只需要3个月时间便可将投入成本收回。因此, 研究表明, 变频调速技术能够有效用于矿井企业的通风系统改造上。

4 结束语

本研究通过对变频调速技术原理及其在煤矿机电领域应用的优势进行分析, 同时结合某煤矿企业实例, 对变频调速技术在通风系统的节能改造进行了详细阐述, 可以看出, 该煤矿企业在经过改造后, 通风系统的耗电现象得到了很大程度的控制, 同时也减少了不必要的用电费用支出。新时期下, 煤矿机电领域可以充分结合变频调速技术的节能特点, 为企业进一步贯彻落实国家规定的节能减排目标, 以及改善工况、节省电费和提高工作效率等提供行之有效的技术支持。

参考文献

煤矿机电设备变频控制技术 篇8

1 变频技术原理及发展

交流变频调速技术是微机技术、电力电子技术和电机传动技术的综合应用, 是强弱电混合、机电一体的综合性技术。其实质是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置, 其基本原理是通过整流桥将工频交流电压变为直流电压, 再由逆变器转换为频率、电压可调的交流电压作为交流电机的驱动电源, 使电动机获得无级调速所需的电压和电流, 是一种无附加转差损耗的高效调速方式之一。变频调速技术之所以在能源危机中应运而生, 就是因为它能根据电机负载的变化实现自动、平滑的增速、减速, 从而大幅度提高工作效率。变频技术在理论和应用方面都取得了较快的发展。在功率器件方面, 经过了GTR、IGBT的更替, 并进一步发展为智能功率模块 (IPM) ;在控制理论方面, 压频比 (U1/f) 控制方式得到很大改进, 矢量控制和转矩直接控制方式在实际变频器中广泛应用, 模糊自优化控制、人工神经网络等控制方法成为新的研发方向;调速系统的集成度越来越高, 从单片机开始, 先后产生了数字信号处理器 (DPS) 、精简指令集计算机 (RISC) 和高级专用集成电路 (ASIC) ;在功能方面, 变频器的综合化程度越来越高, 除了能完成基本的调速功能外, 还具有内置的可编程序、参数辨识及通信等功能。

2 变频技术在煤矿机电设备中应用

2.1 在矿井提升机的应用

矿井的提升机担负着输送物料和人员的重要任务, 是矿井生产四大运转部件中特别重要的设备。其传统的调速控制方法是采用在电动机转子电路内接入金属电阻, 用鼓形控制器或接触器切除电阻来达到调速的目的。这些控制装置的缺点是:电阻能耗大、散热难以解决;电阻调速属于有级调速, 开环控制, 调速范围小、精度低、安全性能差;在减速段和下放时需投切动力制动直流电源或低频电源, 易造成设备损坏, 且浪费了大量的电能。另外, 原有的控制系统保护不够齐全, 安全可靠性差, 原系统已严重地制约了矿山的安全生产和经济运行, 对矿井提升机驱动系统进行变频技术改造旨在从根本上解决原有电阻调速控制系统存在的各种弊病, 达到如下主要目的:实现无级平稳加减速, 提高提升系统的安全水平;节约电能;用PLC编程软件替代继电器实现提升速度控制, 减少设备维修工作量。

2.2 在皮带机中的应用

与提升机的用途基本同理, 皮带机也是从井下运送煤到地面。区别在于皮带机的功率更大, 它的启动和运行方式为绕线电机经转子绕组降压启动后工频运行, 经液力耦合器切换至皮带机。

皮带机的工作原理是皮带机通过驱动轮毂, 靠摩擦力牵引皮带运动, 皮带通过张力变形和摩擦力带动物体在支撑辊轮上运动。皮带是弹性储能材料, 在皮带机停止和运行时都储存有大量势能, 这就决定了皮带机启动时应该采用软启动的方式。国内大多数煤矿采用液力耦合器来实现皮带机的软启动, 在启动时调整液力耦合器的机械效率为零, 使电机空载启动。虽然采用了转子串接电阻改善启动转矩和降压空载启动等方法, 但电机的启动电流仍然很大, 不仅会引起电网电压的剧烈波动, 还会造成电机内部机械冲击和发热等现象。同时采用液力耦合器软起皮带时, 由于启动时间短、加载力大容易引起皮带断裂和老化, 要求皮带的强度高。加之液力耦合器长时间工作会引起其内部油温升高、金属部件磨损、泄漏及效率波动等情况发生, 不仅会加大维护难度和成本、污染了环境, 还会使多机驱动同一皮带时难以解决功率平均和同步问题。

经过变频技术改造后皮带机彻底实现了皮带输送机的软起、软停运行方式, 使皮带机在工作中更加性能稳定。系统的功率因数在整个过程中达0.9以上, 大大节省了无功功率。采用变频器驱动后, 使系统总的传递效率要比液力偶合器驱动的效率高5%~10%系统效率。改造后系统可以根据负载变化情况自动调整输出频率和输出力矩, 改变了以前电机工频恒速运行的模式, 在很大程度上节约了电力能源消耗。而且四象限中高压变频器的使用实现了皮带机能量回馈功能, 进一步使得皮带机的能耗降低, 液力耦合器的退出更大地节约了设备的维护和维修费用。在节能环保方面更加的完善。

2.3 在煤矿主通风机的应用

煤矿主通风机是煤矿的四大主要设备之一, 主扇风机在煤矿生产中有着重要的地位, 作为矿井主通风, 它每天24h不停地运转, 是整个矿井的"呼吸"系统。随着开采和掘进的不断延伸, 巷道延长, 尽管风量基本不变, 但井下所需的风压要求却不断增加, 风机需用功率也随之增加。矿井一般按开采各阶段中通风最困难时期选择风机型号。

矿用通风机采用变频调速后, 节约了电能, 而且可根据巷道的风量需求方便的进行调速, 避免浪费, 应用效果是十分理想的。而且变频节能运行, 节约了大量能源。由于变频改造后不再使风机一直处于满负荷工作状态。

由于变频器改造后风机可以实现变频软起动, 避免了起动电流的冲击, 不仅对电网没有任何冲击, 而且还可以随时起动或停止。进行变频改造后, 风机的大部分工作时间都在较低的速度下运行, 因而大大降低了风机工作的机械强度和电气冲击, 将会大大延长风机的使用寿命, 降低维修强度。

需要注意的是煤矿对旋风机变频调速后, 一般情况下要求两台电机的运行频率尽量一致, 从而保证电机转速一致。避免一台转速高, 一台转速低, 形成风阻, 影响风机的正常运行。

2.4 在井下绞车电控系统中应用

电控系统和保护系统采用变频调速技术, 输入电源660V、50Hz, 电压允许波动范围-15%~+10%, 允许频率波动范围±2.5%, 输出功率200k W, 输出频率0~50Hz连续可调。过载能力强, 在负载变化为-120%~+120%额定负载时能满足四象限运行要求;低频运转时, 有自动转矩提升功能, 能保证100%额定转矩;有过压、欠压、过流、断相和功率元件过热等保护。

控制箱采用快开门方式, 电气控制采用双PLC全数字控制系统, 两套PLC与硬件电路互相冗余完成绞车提升控制与数字监控, 同时在PLC故障时能分别完成临时应急提升。控制系统配备正常操作而设置的各种保护, 其中的防止过卷装置、过速装置、限速装置和减速功能保护设置为相互独立的双线形式。系统还具有各种保护试验功能。声光信号与控制回路具有闭锁功能, 未发信号不能开车, 发出信号的时间次数记忆不少于30天。深度指示采用数字显示, 能准确清楚显示出矿车在巷道中运行位置。深度指示一旦失效能迅速断电停车。绞车控制具有手动、自动、检修运行及远程控制等操作方式。检修时能手动操作, 运行速度0.3~0.5m/s, 操作方便可靠。变频器采用模块式结构, 出现故障时能方便查找故障点并及时进行更换, 维修简单。操作台除有正常的各种操作开关与按钮外, 还有深度、速度、电压、电流、油压和温度等指示, 比较直观。

摘要：变频技术在煤矿矿区地面和井下的提升、通风、采煤、运输、选煤等各种矿山设备控制系统得到了广泛的应用, 具有明显的节能效果和优越的调节性能。本文对变频技术的基本原理和发展进行了阐述, 对变频器煤矿机电设备中的应用进行了分析研究。

关键词：机电设备,变频技术,节能

参考文献

[1]胡崇岳现代交流调速系统[M]北京机械工业出版社, 1998

[2]王占奎变频调速应用百例[M]北京科学出版社, 1999

煤矿机电设备变频技术探讨 篇9

关键词：煤炭开采,机电设备,变频技术

有效提高煤矿企业的经济效益, 尽量降低其经济成本就必须做到提高控制能耗水平, 而矿井设备占煤矿企业用电量的绝大部分, 因此升级矿井生产设备, 降低能耗成为企业节能减排的关键。变频技术的发展和应用能够有效推动机电设备节能增效, 从而使煤矿开采事业进入一个新的发展阶段。

1 变频技术在煤矿机电设备的应用现状

随着电子科技技术的不断发展, 变频技术被广泛应用到越来越多的领域, 其在煤炭开采领域的优势也将得到更好的运用和发挥。变频技术应用到煤矿机电设备中能够有效降低设备耗损, 提高工作效率, 有效提高煤炭开采工作的安全性和高效性。

1.1 变频技术在采煤机中的应用

变频技术主要指交流变频技术, 这一技术能够将直流电变换成不同的交流电或者将交流电变成直流电再逆变成不同的交流电, 频率在这些过程中不断发生变化, 而改变电动机的工作电源频率能够有效改变电机转速, 从而有效提高机电设备的工作效率、降低其工作损耗。由于工作环境坡度大, 采煤设备需要经常开启或关闭, 普通的两象限变频调速无法满足这一要求, 变频技术在采煤设备中的应用能够有效提高采煤的工作效率, 弱化安全隐患, 更好地保证采煤工作的运行。我国目前的电牵引采煤机的行走功率最大为2×110kw, 采煤机在牵引力速度不变的情况下采用四象限交流变频技术效果非常明显。将两象限变频器改为四象限变频器能够在发电状态下将发生逆变的电路与整流电路互换, 并将电量回馈到电网, 这一过程能够有效达到调节的目的。四象限变频器具有控制灵活、操作方便和速度调节可靠的多重有点, 值得广泛提倡和应用。

1.2 变频技术在流体负荷设备中应用

在流体负荷设备中发挥作用时, 变频技术主要表现在应用风机和水泵风机和水泵的负载转矩与转速的平方成正比, 对过载能力的要求相对较低, 这一情况决定了可以采用普通功能型变频器。传统老式的的变频器多采用节流方式进行调速, 具有工作效率低、效果差的缺点, 越来越不能够适应当前环境下矿井生产的需要。为了提高矿井生产的安全系数和产量, 应该确保泵和风机的设计都保存足够的裕量。目前变频技术在煤矿领域得到了越来越多的应用, 尤其被广泛应用到风机节能改造和水泵中。

为了满足煤矿生产的特殊环境, 专门研制的变频调速装置应运而生。截止到2002年, 我国国有的重点煤矿风机总量为1486台, 大约一半的煤矿风机通风效率达不到煤炭生产的要求, 其平均通风效率尚不足百分之五十, 很难满足煤矿特殊环境下的通风要求, 因此运用变频技术对风机进行了改善。改善后的风机具备了系统自动化控制功能、风量闭环控制功能以及电机过流保护功能。这些功能的改善使得PLC接到运行指令时能偶进行有效判断运行几号和运行方式;能够通脱调节变频器输出频率, 从而达到改变风机转速的目的;电机变送器能够将主回路电路电流信号进行转换然后传送如CPU内部功能存储器, 当电流信号超过设定之后便可立即进行保护。

我国目前拥有的大型排水泵约为5000台, 这些排水泵的排水耗电量非常巨大约占矿井用电总量的三分之一。使用变频技术能够使水泵具备启停平滑和加减速适时的功能, 应用变频技术不仅能够改善我国矿井所大量应用的风机功能也能够有效改善水泵的性能。

变频技术除了被广泛应用到改善风机和水泵功能以外还被应用到提高提升机的性能上。通过运用不同功率确保提升机在启动或停止过程实现缓冲能够有效减少提升机对机械的摩擦。提升机带有的测速发电机发出超速信号时, 变频器能够进行自动减速从而实现自动限速保护功能。当提升机给出“上行”或“下行”的不同命令时, 如果操作人员进行的操作与命令不符, 连锁功能会拒绝执行这一操作, 变频器不会启动从而实现连锁开机功能。

2 变频技术在煤矿机电设备中的应用展望

随着电子科技术发展的不断深入, 变频技术在煤矿机电设备中的应用会越来越广泛, 但是在当前情况下, 我国变频技术的发展还不够全面, 变频技术还不够成熟, 应用范围也相当有限, 发达国家许多研制成功并已投入使用的高新技术在我国尚属于研发阶段, 与发达国家的差距过大, 但是也说明了变频技术在我国煤矿机电设备中还有很大的提升与发展空间。为了快速缩小与发达国家的科技水平差距, 我国应该加大对这一领域的投资力度, 普及变频技术在煤矿机电设备中的应用。

煤矿机电设备种类庞杂, 功能各异, 因此必须充分解决好变频器设备的匹配问题, 只有这样才能不断实现机电设备的高效运转, 不断扩大变频器的使用范围, 是变频器在更加广泛的层面上得到应用。煤炭是我国的传统能源, 无论蕴藏量还是消费量都非常的巨大, 因此煤炭开采量巨大, 开采任务繁重, 同时也意味着对变频器存在着很大的需求量, 通过变频器来实现机电设备的主要性能能够极大地推动变频技术的迅速发展。煤矿工作环境非常特殊, 主要采用地下作业的方式, 这一特点使煤矿开采存在很大的安全隐患, 井下开采和爆破等日常工作存在很大的危险性, 为了提高安全系数, 保证开采工作的顺利进行, 必须研发出特殊功能的变频器来配备装置, 进一步加强开采设备的专业性, 从而实现更多功能。当今社会, 经济发展一日千里, 科技发展日新月异, 任何行业要想在竞争激烈的社会立于不败之地, 就必须做到与时俱进, 紧跟时代潮流和时代发展要求, 不断接受运用新技术。煤炭业作为我国历史悠久的传统行业, 必须革故鼎新, 推陈出新, 而不能满足当下, 裹足不前, 煤矿机电设备改造过程中对变频器的控制和使用也将呈现出多功能和自动化的趋势, 煤炭企业应该紧紧抓住时代机遇, 及时更新和升级传统的煤矿器具, 提高产量和效率, 不断满足人民日益增长的需求。

3 结语

变频技术在煤矿机电设备中的应用能够有效提高煤矿开采的工作效率和安全系数。通过探讨煤矿机电设备变频技术, 分析其在采煤机、风机、水泵和提升机中的应用, 指出了变频技术在我国当前使用中的不足, 同时也展望了变频技术在煤炭领域的广阔前景。广泛投入使用变频技术能够减少财力物力的浪费, 有助于实现煤矿工业的自动化, 推动煤矿工业的进一步发展。

参考文献

[1]王川.煤矿机电设备常见故障分析及其处理探讨[J].科技咨讯, 2011 (15)

[2]雷震挺, 查伏强.故障检测诊断技术在煤矿机电设备中的应用[J].科技创新导报, 2011 (15)

探讨变频器节能技术在煤矿中的应用 篇10

关键词：煤矿；变频器；节能技术

变频器的工作原理是通过微电子技术和变频技术改变电源频率来控制交流电动机，以此来达到调节速度和节能的目的，使设备的能源消耗有效降低，为企业带来较大的经济效益。作为能源消耗较高的煤矿企业，在众多设备中应用到变频技术的较多，例如采掘、排水、运输、通风及空气压缩设备等，通过将变频器节能技术运用到这些设备中，有利于减少煤矿生产电能消耗，从而有利于煤矿企业的生产效益。

1.煤矿采煤机中对于变频器节能技术的应用

在煤矿生产中，采煤机是主要的机械设备，由于采煤作业空间较小，环境恶劣，粉尘较大，且空气湿度和湿度较高，因此要求采煤机设备要便于操作和维护，并要求系统运行要具有较高的可靠性、稳定性及安全性。而在煤矿采煤机上应用变频器节能技术，可有效避免电路异常、漏电、过负荷、过电流及过热等现象的发生，并且能提高采煤机运行的安全性、可靠性及稳定性，进而使煤矿采煤机的性能得到有效保护。

近年来，我单位开始运用MG900/2210-WD型系列电牵引采煤机，该设备牵引拖动系统采用“一拖一”，主、从拖动方式的机载交流变频调速技术，目前国内煤矿采矿区倾斜角一般在15°～180°之间，采煤区局部倾斜度则在30°～40°间。在采煤机运行中，若采用四象限能量回馈变频器调速技术，其可以在采煤区大倾斜度范围内，该技术调控制动力矩与维持牵引速度变化较小，基本上可以忽略不计，且运行中不会出现下滑现象，因此运用四象限能量回馈变频器调速节能技术可实现可靠调节、灵活控制等效果，可最大程度减少煤矿采煤机运行耗能。

2.煤矿供风系统设备中对于变频器节能技术的应用

在煤矿生产作业中，通常由空气压缩机提供井下作业时所需的压缩空气，但压缩空气应用的是非连续性的机械设备，而压缩机属于连续运行的机械设备，所使用的时间较长。在煤矿井下作业时，由于电动机系统难以根据负载量大小进行调整，而在供风系统设备中运用变频器节能技术能够有效调节电动机系统，能够确保在压力较稳定时，使煤矿压缩空气的质量得到进一步提高。此外，在煤矿压缩机中应用变频节能技术的优势还体现在[1]：其一，变频器节能技术能够避免机械设备受到电流冲击；其二，通过应用变频器节能技术，能够使系统在恒压控制的状态下，恒定气压，从而使煤矿作业气源的质量得到有效改；其三，应用变频器节能技术，所节省的电能可达到总电能耗费量的20%，从而有效降低变频器节能技术的投入成本善。

3.煤矿运输系统设备中对于变频器节能技术的应用

3.1煤矿皮带输送机中对于变频器节能技术的应用

目前，皮带输送机在煤矿生产中的使用较为频繁，但在使用皮带输送机过程中由于多种原因导致存在空载运行或轻载运行的状态，并且会耗费大量电能。而在煤矿输送机中应用变频器节能技术，一是能使皮带输送机难以启动的问题得到有效解决；二是能使皮带输送过程中电能消耗量降低。在煤矿皮带输送机中采用变频器进行驱动时，一般可采用一台电机、一个控制装置技术，若采用多台电机同时运行，则采用多个控制装置，实现主控制与从控制，从而平衡所有电机功率，进而实现节能效果。

3.2煤矿提升机中对于变频器节能技术的应用

提升机在煤矿生产作业生产时主要应用于使用频繁、负载繁重的环境中。因此，必须确保提升机在频繁的启动、停止及调速等过程中能够安全、稳定的运行，才能实现提升机的节能效果。在提升机中应用变频节能技术，不但能够确保提升机运行在节能状态下，使调速电阻的热损耗量降低，而且还能使设备在运行时的损耗降低，从而减少设备不必要的耗损，从而达到节能的效果。

在煤矿提升机变频器使用中，主要采用三种不同方式，即：频率与时间成线性关系、S形方式、半S形方式；在实际运行中，可根据煤矿提升高度、重量等因素可以调控变频器升速方式，从实现匀速升降，不仅提高提升机运行稳定性，还能节约提升机电耗。

4.结论

近年来，在煤矿机械设备中对于变频器节能技术的应用越来越广泛，作为一种新兴的电力节能技术的变频器节能技术，其具有高性能、数字化及智能化等多方面的优势，对于煤矿的生产有着重要的意义。随着科学技术的发展，不断涌现出了具有高性能、高安全性及高稳定性的变频器，并且现代化机械设备节能技术越来越好。因此，将变频器节能技术应用到煤矿生产中，能进一步降低煤矿生产中所消耗的能源，从而有效提高煤矿企业的经营效益。

参考文献：

[1]于淑珍.探讨我国煤矿机电设备中变频节能技术的应用[J].黑龙江科技信息，2013，4（2）：76.