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煤矿机电变频控制技术与节能分析

2018-12-24 09:32 来源:机电工程论文 人参与在线咨询

摘要:变频控制技术具有高效、安全且快捷等优势,被广泛应用于各个领域中。煤矿开采过程中,需要巨大的耗能,其中电耗占有很大的比例。然而,在能量消耗的过程中,却存在很大的浪费。基于此,本研究在概述变频控制技术相关理论的基础上,对现阶段我国变频控制技术的发展现状进行了分析,并重点分析了变频控制技术在煤矿机电设备中的应用和节能情况,以希望提高煤矿行业的节能水平,进而促进煤矿行业的健康稳步发展。

关键词:煤矿;机电设备;变频控制技术;节能

煤矿机电设备是煤矿企业生产和发展的重要设备,随着现代化设备水平的逐步提高,煤矿机电设备在煤矿企业的生产和发展中占据日益重要的作用。在我国绿色节能理念逐渐深化的今天,对煤矿机电设备的节能情况更是提出了更高的要求。变频控制技术是一种新兴的综合性技术,集计算机技术、电子技术等诸多优势为一体,因而具有高效、安全以及节能等诸多优势,进而被广泛应用于各个领域[1]。变频控制技术在应用的过程中,对我国各个领域的发展起到了显著的效果。因此,本研究重点对变频控制技术在煤矿机电设备中的应用和节能情况进行了探讨。

1变频控制技术相关理论概述

变频控制技术是一种强弱电混合以及机电一体的综合性技术,同时也是对电动传动技术、计算机技术以及电力电子技术的综合利用,还是一种新兴的技术[2]。变频控制技术主要是指在电力半导体器件通断作用下,对电源频率进行实时转化以改变电机转速的一种装置。变频控制技术的原理,如图1所示。变频控制技术的基本原理的本质是将交流电转变为直流电,然后将直流电转换为不同的交流电的过程,并在转换的过程中仅进行频率的变化。在半导体技术飞速发展的今天,变频控制技术也获得了飞速的发展,尤其是在性能方面和功能方面均更加符合现代社会发展的需求。在煤矿开采的过程中,随着时代的发展和进步,对其也提出了更高的要求。变频控制技术的应用能够满足煤矿行业发展的各种需求。因此,本研究对变频控制技术的发展现状以及在煤矿机电设备中的应用进行了分析。

2现阶段我国变频控制技术的发展现状

目前,我国关于变频控制技术的理论研究和应用方面已经获得了较快的发展,并在实际的应用中取得了诸多显著的成就。从控制理论这一角度来说,压频比控制方式获得了很大的改进,转矩直接控制以及矢量控制方式在变频器中的应用也十分广泛。与此同时,人工神经网络控制方式以及模糊自优化控制方式正成为目前研究的新方向。从功能这一角度来说,变频控制技术的综合化程度呈现出逐渐增加的趋势。与此同时,变频控制技术除了具有基本的调速功能外,还具有内置参数识别、通信以及可编程序等功能。从功率器件这一角度来说,经过GTR以及IGBT的更新,逐渐发展成为智能功率模块。随着变频控制技术的不断发展与进步,其应用于煤矿机电设备的过程中,也发生了很大改变。在煤矿机电设备运行的过程中,部分煤矿企业将现有的机电设备矢量控制方法进行完善和创新,同时还积极采用直接转矩的形式进行控制,这不仅能够降低煤矿在开采和生产过程中的能源损耗,还能够进一步提高能源的使用率。同时,在变频控制技术大力发展的过程中,煤矿机电设备应用变频控制技术时,也逐渐朝着人工神经网络控制技术等方向进行创新和发展。总之,变频控制技术对煤矿行业的发展有重要的影响。

3变频控制技术在煤矿机电设备中的应用与节能

(1)在提升机中的应用与节能。在煤矿开采和生产的过程中,提升机的重要性是不言而喻的。提升机的主要作用就在于安全传运工作人员以及物料等。传统的传运技术主要是通过金属电阻的方式,对带动电机进行控制,并结合接触器等切除电阻的方式实现调速。然而,传统的传运技术却存在一定的局限。其中,电阻消耗过大,散热不理想、较小的调速范围以及较低的精确度等都是亟待解决和完善的问题。变频控制技术在提升机中的应用,能够优化传统传运技术中存在的问题。变频控制技术在实际的应用过程中,其优势主要体现在以下几方面:第一,与编程器结合,并通过编辑制定变换的方式实现对电控系统中继电器逻辑关系的控制,且能够促使电路图和梯形相互转换,进而能够合理控制提升机的运行过程,确保齐全能够匀速运行。第二,在控制继电器的过程中,采用的外部线路也比较少,因为能够减少继电器数量,同时也能够提高空间的利用率,以及降低故障的发生。最后,在处理故障的过程中,能够通过编程器的显示屏,排查故障,因而能够提高工作的效率和水平。总之,变频控制技术的应用,对于煤矿机电设备来说,不仅能够起到保护提升机的作用,还能够起到降低电能损耗的作用,更能够起到节能环保,保护生态环境的作用。因此,应将变频控制技术应用于煤矿机电设备中。(2)在通风机中的应用与节能。通风机是煤矿作业中重要的设备,对煤矿作业的质量和效率有重要的影响。在进行煤矿作业的过程中,随着开采深度和工作压力的增加,对通风机设备的质量也有更高的要求。变频控制技术在应用通风机设备中,不仅能够有效调节风量的大小,还能够起到减少能源损耗,实现节能的目的。这主要是由于在开采深度不断增加的情况下,风压也增加,进而就需要增加通风机的功率。因此,如何合理使用通风机,并促使其达到最大功率就是急需解决的问题之一。变频控制技术在实际的应用过程中,能够从实际的情况出发,改变风力的大小,并依据煤矿开采巷道的方向调速,因而能够解决资源。同时,在实际的应用过程中,还能够实现变频软启动,因而能够降低甚至避免由于电流过大对电网造成冲击,进而能够降低危险事故的发生。另外,变频控制技术的应用,还能够促使通风机避免在满负荷的状态下工作,进而能够增强通风机的使用寿命,并减少维修次数,从而节约资源。(3)在皮带机中的应用与节能。皮带机在启动运行的过程中,采用的方式主要是转子串接电阻以改善转矩或者采用减压空载启动的方式进行的,因而启动的时间较短。如果在启动的过程中,皮带没有很好的韧性,在长时间的运行过程中,就会出现的断裂等情况。同时,皮带机在运行的过程中,会产生很大的电流,进而会对电网造成强烈的冲击,从而增加危险发生的概率。变频控制技术在应用过程中,能够对不良的运行方式进行改进,进而增加皮带的韧性,从而减少风险事故的发生。另外,在应用的过程中,还能够依据机电设备本身的负荷,调整工作频率和力矩,因而具有更高的安全性,从而也能够解决电能。最后,变频控制技术在应用过程中,还能够减低设备的维修费用等,因而在节能方面具有诸多的优势。(4)在水泵中的应用与节能。水泵也是煤矿开采和生产过程中所需的重要设备。为进一步促进煤矿企业的发展,将变频控制技术应用其中,也是较好的方式。变频控制技术在应用的过程中,能够确保水泵在运行的过程中,具有较高的安全性和较好的稳定性。同时,还能够对水泵运行的整个过程进行合理的控制,进而确保水泵保持平滑的状态。变频控制技术在应用的过程中,能够避免水泵运行时对设备造成冲击,进而能够确保煤矿作业相关人员的安全。

4结论

总之,变频控制技术在煤矿机电设备中的应用,不仅能够极大改善现阶段我国煤矿行业存在的问题,还能够弥补煤矿业发展中存在的诸多不足,同时,也能够在很大程度上提高煤矿开采的效率。更重要的是,变频控制技术的应用,能够促使煤矿在开采的过程中符合节能减排和环保型社会的理念和需求。因此,未来煤矿企业应用变频控制技术必将成为煤矿行业的基本方向和发展趋势。通过本文的研究,认为变频控制技术在实际的应用过程中,为实现节能,可将其应用在提升机、通风机、皮带机以及水泵等设备中。

参考文献:

[1]王勋.煤矿机电变频控制技术与节能方法研究[J].中国设备工程,2018,13(3):125~128.

[2]刘洋.关于煤矿机电设备中变频节能技术的思考[J].机械管理开发,2016,31(9):189~191.

作者:赵俊阳 单位:中煤第五建设有限公司第三工程处

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