劉 杰

(山西省陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)沙鋼礦業(yè)投資有限公司，山西 臨汾 043500)

0 引言

我國(guó)的煤炭資源非常豐富，可以說(shuō)在世界上的儲(chǔ)備量都是居于前列的。煤炭資源在我國(guó)所有資源的使用中都占據(jù)著非常重要的地位，并且在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中越來(lái)越發(fā)揮著重要的作用。但是我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)的安全事故頻發(fā)，而且產(chǎn)生的內(nèi)耗也非常的嚴(yán)重。在我國(guó)很多中小煤礦的生產(chǎn)中，變頻節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用也更加廣泛。目前，變頻節(jié)能技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越多地運(yùn)用于煤礦機(jī)電設(shè)備的使用中，并且已經(jīng)很好地解決了我國(guó)煤礦生產(chǎn)能耗過(guò)大的問(wèn)題。

1 變頻節(jié)能技術(shù)的定義與煤礦設(shè)備運(yùn)用原理

1.1 變頻節(jié)能技術(shù)的定義

變頻節(jié)能技術(shù)是通過(guò)利用相關(guān)的設(shè)備和技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)電流頻率的改變。通常用來(lái)改變電流頻率的設(shè)備被叫做變頻器。其主要由電源板、電極電容量、鍵盤和其他部件構(gòu)成，將這些部件組合起來(lái)，便能夠?qū)崿F(xiàn)變頻和節(jié)能的功能。在傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備的建造過(guò)程中，電流的頻率一直都發(fā)揮著非常重要的作用[1]。設(shè)備長(zhǎng)期處于運(yùn)行的過(guò)程中，其轉(zhuǎn)數(shù)是不能被改變和控制的，因此很多機(jī)電設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間都會(huì)處于一種恒定運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，導(dǎo)致設(shè)備的內(nèi)耗過(guò)于嚴(yán)重，從而使得設(shè)備的使用壽命大大地增加。如果能在設(shè)備中引入變頻技術(shù)，則不僅能夠很好地改變機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行速度，而且還能夠有效地降低設(shè)備運(yùn)行的損耗。

1.2 變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦設(shè)備中的運(yùn)用原理

目前，GTR和IGBT模塊經(jīng)常會(huì)在煤礦節(jié)能設(shè)備中得以更好地更替和運(yùn)用，而在該運(yùn)作的中發(fā)展起來(lái)的IPM模塊使得煤礦節(jié)點(diǎn)設(shè)備的功率正在不斷的增大。此外，壓頻比的控制方式在理論和實(shí)踐上都得到了很大程度的革新，而最終采用的矢量控制的方法使得變頻節(jié)能技術(shù)能夠在最大的范圍內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間得以運(yùn)用。

模糊優(yōu)化控制和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的方法使得各種類型的變頻技術(shù)能夠在最大的范圍內(nèi)得以集中，而所采用的技術(shù)也由原先的單一數(shù)字信息處理發(fā)展到了專用的集成電路。新出現(xiàn)的數(shù)字信號(hào)處理器和精簡(jiǎn)指令計(jì)算機(jī)等都是非常不錯(cuò)的例子。

另外，變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電都能夠不斷地得以綜合性的應(yīng)用，不僅僅是擁有最基本的調(diào)速的功能，還有編程和參數(shù)識(shí)別的功能。一般變頻器在使用的過(guò)程中都是通過(guò)利用電力半導(dǎo)體的通路和頻率固定不變的交流電最終變換成為不斷在變化的電壓和頻率[2]。頻率的改變其實(shí)也可以很好地實(shí)現(xiàn)調(diào)速的功能。

2 變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦設(shè)備中的應(yīng)用與前景

2.1 提升機(jī)的應(yīng)用

煤礦企業(yè)進(jìn)行煤礦生產(chǎn)的過(guò)程中，提升機(jī)的運(yùn)用占據(jù)著非常重要的地位，煤礦提升機(jī)的運(yùn)用將會(huì)在很大程度上影響著煤礦生產(chǎn)中的安全和其他問(wèn)題。因此，在使用的過(guò)程中，提升機(jī)的調(diào)速占據(jù)著非常重要的地位，可以通過(guò)將金屬的電阻接到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子中來(lái)更好地實(shí)現(xiàn)調(diào)速。但是在實(shí)際使用中可能會(huì)使得煤礦生產(chǎn)中的安全性降低，變相地增強(qiáng)了提升機(jī)的電能消耗。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，如果能夠?qū)⒆冾l防爆的提升機(jī)和四象變頻的調(diào)速體系很好地結(jié)合在一起，之后再通過(guò)利用數(shù)字信息化控制技術(shù)來(lái)把輸入和輸出的接口更好地結(jié)合起來(lái)再實(shí)現(xiàn)控制，這樣一方面能夠較好地實(shí)現(xiàn)提升機(jī)運(yùn)輸?shù)淖饔?，另外一方面又能夠達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。

2.2 皮帶輸送機(jī)的運(yùn)用

皮帶輸送機(jī)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的運(yùn)用也非常廣泛，它通過(guò)皮帶將煤炭運(yùn)送到井下，這其實(shí)是更好地發(fā)揮輸送機(jī)的摩擦牽引的作用。摩擦力和張力能夠使得物體在支撐的輥輪上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，通過(guò)這樣不斷運(yùn)動(dòng)的方式來(lái)完成煤炭運(yùn)輸?shù)墓ぷ?。而在傳統(tǒng)的使用皮帶運(yùn)輸機(jī)的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)利用液力耦合器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶機(jī)的軟啟動(dòng)，這樣雖然也能夠保證皮帶運(yùn)輸機(jī)的使用，但是時(shí)間一長(zhǎng)皮帶就易老化，最終斷裂。如果將變頻技術(shù)加入到皮帶輸送機(jī)的運(yùn)用中去，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流波動(dòng)會(huì)逐步減少，最終使得機(jī)電內(nèi)部比較少的產(chǎn)生機(jī)械發(fā)熱和受到?jīng)_擊的現(xiàn)象。使得皮帶機(jī)傳送的功能發(fā)揮到最大。

2.3 流體負(fù)荷設(shè)備

變頻節(jié)能技術(shù)同樣也能夠被廣泛地運(yùn)用于流體負(fù)荷設(shè)備中。在廣大煤礦機(jī)械的運(yùn)用過(guò)程中，風(fēng)機(jī)和泵機(jī)內(nèi)部普遍被采用的還是變頻調(diào)速的功能，而且這種變頻調(diào)速的功能在風(fēng)機(jī)的運(yùn)用范圍內(nèi)最為廣泛。新型的風(fēng)機(jī)在煤礦開采中得到了廣泛的運(yùn)用；它不僅轉(zhuǎn)速已經(jīng)得到了明顯的降低，而且實(shí)際輸出的功率也已經(jīng)明顯變少，不僅能夠更好地適應(yīng)煤礦礦井生產(chǎn)的特點(diǎn)，而且能夠很好地降低電能的消耗[3]；變頻的調(diào)速設(shè)備不僅能夠使礦區(qū)設(shè)備工藝控制的靈活性進(jìn)一步增強(qiáng)，而且能夠有效降低對(duì)機(jī)械造成的沖擊力，最終使得產(chǎn)品的品質(zhì)得以提升。自從將變頻節(jié)能技術(shù)更好地融入到抽水泵的控制中，煤礦井下的液位穩(wěn)定性也得以增強(qiáng)，并通過(guò)有效地降低能耗，使得煤礦生產(chǎn)變得更加安全。

2.4 變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦設(shè)備中的運(yùn)用前景

在電子技術(shù)和微電子技術(shù)不斷發(fā)展的今天，各種類型的高壓大功率的調(diào)速器也在不斷地發(fā)展和完善，變頻技術(shù)的運(yùn)用一方面能夠節(jié)約電能，降低生產(chǎn)成本，從而達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的；另一方面變頻技術(shù)也是完善生產(chǎn)工藝的重要手段。雖然我國(guó)新型的節(jié)能資源已經(jīng)得到了長(zhǎng)足地開發(fā)，煤炭資源的使用比重也得到了下降，但是我國(guó)煤炭的基數(shù)仍然非常大。未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，煤炭行業(yè)始終保持著長(zhǎng)期穩(wěn)定的發(fā)展，并且在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)一直都會(huì)是我國(guó)的高能耗產(chǎn)業(yè)。企業(yè)的管理者必須要不斷地將變頻節(jié)能技術(shù)融入到煤礦機(jī)電設(shè)備中去，才能夠?yàn)槠髽I(yè)發(fā)展帶來(lái)更多的潛能。

3 結(jié)語(yǔ)

從我國(guó)煤礦行業(yè)的發(fā)展模式來(lái)看，包括在采煤機(jī)、提升機(jī)和其他煤礦設(shè)備中融入變頻節(jié)能技術(shù)之后，其節(jié)能的效果將會(huì)變得更好，在使用的過(guò)程中，能源的消耗量降低了30%左右。從目前變頻節(jié)能技術(shù)在我國(guó)煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)用的現(xiàn)狀來(lái)看，其發(fā)展的前景是非常的廣闊的，能夠更好地促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。機(jī)電中使用高效節(jié)能的變頻技術(shù)必將會(huì)成為未來(lái)發(fā)展的重要趨勢(shì)，將來(lái)會(huì)有更多種類的煤礦機(jī)械設(shè)備融入變頻技術(shù)。因此，在煤礦機(jī)電設(shè)備發(fā)展的過(guò)程中發(fā)展與之相匹配的變頻節(jié)能技術(shù)是非常重要且很有必要的。