变频技术在现代煤矿机电工程中的应用研究论文_李秀,季小娟,高龙

变频技术在现代煤矿机电工程中的应用研究论文_李秀,季小娟,高龙

伊犁新矿煤业有限责任公司 新疆伊犁 835000

摘要:科学技术的不断发展推动了变频技术的普及和应用,越来越多煤矿机电工程中开始采用变频技术,因此,变频技术被广泛应用于煤矿机电设备中。在这样的现状下,煤炭企业迎来了新的发展机遇。变频技术的应用能有效节约能源,进一步提高煤炭企业竞争力,降低开采成本,提高煤矿机电设备使用寿命。综上所述,变频技术是一项新技术,调节性能强是其最大优点,因此,加强对煤矿机电工程中变频技术应用实践的研究具有很重要的现实和理论意义。

关键词:变频技术;现代煤矿;机电工程;应用

引言

进入21世纪以来,变频技术在我国得到了大力发展,该技术特点和性能非常显著,为矿山企业带来了巨大的效益。本文通过简要介绍变频技术的基本使用原理及其在现代煤矿机电工程中的应用,并为矿山企业节能提供参考。

1变频技术概述

变频技术是一项新型科学技术,具有较强的综合性,其主要内容包括电机传动、电力电子和计算机技术等,被广泛应用于强弱电及机械设备的运行中。变频技术有较强的调节性能,能借助电力电子及计算机技术,有效实现强弱电的有机结合及机电一体化。另外变频技术的综合性较高,其工作原理是利用半导体元件把所接收的工频电流信号转化为其他相应的频率,还要把转化后的工频电流信号转化为直流电,在实施过程中,主要是通过逆变器作用对电压、电流进行控制,以此来实现机电设备的无级调速。变频技术的作用主要在于调节机电工程中电机的转速和电流的频率,使其呈同步增长状态,有效控制电机的转速及机电设备。

2 变频技术在现代煤矿机电工程中的使用

2.1变频技术在提升机中的应用

我国大多数矿山企业中使用的都是立井或者斜井的方式开采,采用这两种方式开采就必须使用提升机,提升机可以运输设备货物以及人员进入工作面地点。然而近些年来,随着浅部煤矿资源的减少,越来越多的煤矿都向深部开采,因此开采难度不断增大。对于提升机的要求也就在不断的提高,必须对提升机运行速度和启动关停等功能做出必要的调整,用最小的成本获取最大效率的开采资源。因此整个提升机在矿山企业正常生产过程中有着不可替代的作用。传统的做法是在提升机的控制电路中安装金属电阻元件,通过电阻可调节提升机速度,然而这种方式的速度控制不够精确,在运行过程中会产生大量的热能,影响其工作效率。在进行货物提升工作时,需其他设备进行辅助控制,难以实现设备的自动化工作,这样也势必会对资源造成极大的浪费。同时在传统提升机使用过程中,通常会用到继电器,继电器的高频率使用会对电路产生严重的破坏,增加设备的维修费用。当提升机采用变频技术以后就会大大减少继电器的使用频率,同时提高提升机的提升速度和控制深度的准确性,减少运行过程中的设备磨损,减少机械维修费用。

2.2 变频技术在皮带设备中的应用

在矿山企业运行过程中,皮带运输机的使用频率会远远高于设备提升机。皮带设备通常放在运输大巷中,煤矿的开采能力在很大程度上都依赖于运输机的输送能力,皮带运输机长度常常都有几百米,将从工作面开采出来的煤直接运送到井底车场。皮带运输机的工作原理是依靠皮带与滚筒之间的摩擦运行,在皮带运输机刚开始启动时,需要巨大的电流,如果不能控制启动时的电流,那么必然会使运输机电路和相关设备元件造成巨大损害。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在运输机运行过程中,因为皮带的运动是依靠摩擦力来运行的,所以在皮带与滚筒之间会产生很多热量,当温度不断升高时,达到某一值时,就会使皮带受到磨损,皮带的不断磨损会增加设备的额外运营费用,同时也会产生安全隐患,在皮带运输机中采用变频技术可以减少运行过程中的皮带发热量,控制皮带输送机启动时的电流,使整个机器在运行过程中稳定运行,降低生产过程中的安全隐患,从而节约机器的维护费用。液力耦合设备在运行过程中也能产生更多的热量,使设备内部温度迅速升高,造成设备元件损害。然而将变频技术运用到皮带运输机上,当皮带运输机软启动时并不会损害相关设备元件,同时还能让设备在运行过程中保持稳定,精确调节运输机的运行速度,提高皮带运输机的利用率。

2.3在煤矿风机中的应用

矿井通风的设计方案有较大的差异性,在矿井生产中期,要确保通风的可行性,就必须更换不同的风机,操作中相对比较复杂,因此机电设备特别容易出现故障,在一定程度上加大了设备维修难度。此外,风机的搁置也会造成资源浪费,影响了煤矿机电设备的利用率。基于此,要积极应用变频技术,这样就能有效解决问题,避免工作重复进行。此外,节能效果特别明显,比如,在煤矿掘进过程中只用1台风机就能有效满足需求,操作也非常简单。

2.4在空气压缩机中的应用

通常情况下,在传统模式的煤矿开采中应用空气压缩机要运用两点控制的模式,这使得压缩设备中的交流电动机要一直保持工频运行状态,空气压缩机在长期运行中,如果气缸压力达到预先设定压力值,那么空压机的进气阀会自动关闭,压缩机将不再产生压缩气体,一直到压力下降到之前设定的位置,才开始自行加载压缩气体。在煤矿开采过程中,实际需要的压缩气体量与压缩机产生的压缩气体量是不会完全一致的,因此在开采过程中压缩机要不间断地进行加载和停止之间的转换,在这样的现状下,就要积极应用变频技术,以此来实现电动机的实时调速,有效控制电极用气量的大小,保持恒定的供气压力,减低空气压缩机加载、卸载的频率,有效提高了设备运转效率,保障了煤矿开采工作的顺利进行,具有重要意义。

3 变频节能技术在煤矿机电设备中的应用展望

一是理清政策节能导向,抢占绿色开采先机。节能降耗、绿色开采是煤矿改革发展的必由之路,煤矿从业者及相关科研人员应充分认清国家政策导向,以《能源发展“十三五”规划》为指导,加快技术引导和创新,提供相关政策支持,抢占绿色开采先机。

二是大力提升变频技术在煤矿的应用广度和深度。变频技术的目前应用只是局限在煤矿的部分机电设备,还有极大的发展空间,同时,老牌煤矿企业对机电设备改造过程中需要大量对口变频设备,解决变频器与老旧设备的匹配问题,亟待加大科研攻关力度,提供更多先进可靠的技术和产品,从而加大变频技术在煤矿的应用广度和深度。

三是加大对变频设备的科学有效管理。应从制度方面进行规范,对设备应用和维护提供良好的工作环境和制度保障,加强日常检修和维护,区别于普通设备,对于变频设备应进行科学、定期维护,并做好监测及记录,同时还应加强其自动化控制和管理工作,进而实现变频设备在矿山的网络化和信息化集成管理。

结束语

伴随着我国科学技术不断发展,人们的物质文化需求也与日俱增,为了满足现代社会人们工作和生活中对煤炭的需求,我国的煤炭生产行业取得了长足的进步。随着煤炭的需求量不断增加,我国煤炭生产行业对煤矿机械设备用电节能的要求也不断增加。为了满足大部分煤炭生产商的需求,变频技术被煤矿机电设备采用,并且在近些年来使用的越来越广泛。

参考文献:

[1]杨新宜.变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践[J].能源与节能,2017,02:166-167.

[2]何鹏飞.煤矿机电设备中变频技术的应用研究[J].机械管理开发,2017,3206:88-89+116.

[3]张洪革.变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践[J].建材与装饰,2017,15:188-189.

[4]孟玺平.变频技术在煤矿机电工程中的作用[J].能源与节能,2017,06:126-127.

论文作者:李秀,季小娟,高龙

论文发表刊物:《防护工程》2018年第5期

论文发表时间:2018/7/10

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