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摘要：由于采矿设备在恶劣的工作条件下的长期工作条件，设备本身的故障概率很高。同时，由于采矿设备结构复杂，在日常维护和维护过程中难以准确检测和分析故障。如何改进矿井机电设备故障检测技术已成为业界的一个重要课题。近年来，应用了一系列高效的故障检测技术，为矿井机电设备提供了强大的服务支持，从故障检测到运维。本文将从矿山机电故障的原因入手，分析当前主流矿山机电设备故障检测技术的应用策略。
关键字：矿山开采；机电设备；节能降耗
1、前言
中国社会经济的快速发展使得中国的工业生产在发展规模和工业技术方面都有了很大的发展。特别是对于工业生产中的大功率输出设备，基于计算机和电子信息技术的高性能自动控制设备，它具有较高的设备推广和技术研发水平。变频调速技术是在变频调速技术的背景下逐步发展起来的。在倡导绿色环保发展理念的新发展形势下，变频技术以其高效，节能，低污染的技术在机电设备中得到了广泛的应用。
2、矿山机电设备的节能降耗技术现状
在采矿工程中，由于大多采用的是大功率、大吨位的机电设备，因此，传统的变速和变功率手段，显得效率极其低下，而且耗能巨大，大大增加了采矿企业的采矿成本；在实际的采矿作业中，通风、传送矿石和调节气压等等操作都是通过机电设备实现，因此，变频控制技术在矿山机电设备中有极好的应用前景，通过变频控制技术可以方便快捷的实现机电设备的速度和功率转换，而且可以较好的保障能耗问题，可以预见的是，变频控制技术将成为矿山机电设备技术革新的发展新方向。变频控制技术的原理简析变频控制技术主要包括点击传动技术、电力电子技术和微机技术，三者之间相互配合，就能够实现变频控制的目的。从技术原理上来说变频控制技术主要是一种交流变频调速处理技术，通过电压转换技术，将工频交流电压直接转化为直流电压，在逆变器的协调下，将直流电压转化为频率和电压皆可调节的交流电压，使之成为交流电机的供电电源，电机成为依赖于无级调速所产生的电压和电流而工作的电源，最终实现无附加损耗的稳定调速，通过变频控制技术，可以基于电机负载的变化，同步实现自动、平稳的调速处理。使得机电设备的工作效率大幅度提高。在能源危机笼罩的当今社会，节能成为一种发展的潮流，通过在变频控制装置上集成高性能的智能控制模块，可以使得调速系统的自动化大大提高，最终形成了指令集计算机系统、高级专用集成电路系统和数字信号处理器等等变频控制模块，极大的丰富了变频器的功能使用范围，且使得变频控制设备具备了参数识别和后台程序编制以及通信的功能，这使得变频器的适用范围和工作效能进一步得到提高。
3、矿山机电设备中的变频控制技术的应用分析
在矿山机电设备中变频控制技术有着十分广泛的应用，综合来说，主要在以下几个方面得到了系统的应用。
3.1变频控制技术在传送升降设备中的应用矿山机电设备中有很大一部分的设备是作为传送和升降矿石、工作人员以及挖掘设备的，因此，升降机和传送带成为矿山机电设备的主要组成部分。在升降机的调速控制中，传统的做法主要是通过在电动机转子电路中嵌入金属电阻，采用鼓型控制器或者接触器来切断电阻以实现调速，在实际的工作中，电阻往往耗能极大，而且产热严重、散热性能差的缺陷也逐渐体现出来，加上电阻调速的范围和精度都十分有限，在升降设备减速运行时，极易造成设备的损坏和电能的巨大浪费。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而通过在升降机电路驱动系统中嵌入变频控制技术，可以轻松的实现平稳的无级变速，而且调速系统的整体稳定性也得到了一定的加强；通过变频控制后台程序编译器，可以完成电控系统中的继电逻辑关系的预编译，实现控制电路的快速转换；由于控制电路中的继电器数量更少，降低了故障发生率，减少了维护工作量；通过智能化的人机交互界面，可以便捷的发现系统故障，提高了系统故障的处理效率；通过内置的控制程序编译器，可以实现控制电路的升级换代，而不需要更换硬件，真正的实现了柔性控制；通过在控制电路中装设反馈电力，可以在升降过程中将剩余电能反馈给电源，节约能耗；电子电器化的控制手段取代了机械式的冲击控制，较少了设备的磨损，延长了设备的工作寿命。
3.2变频控制技术在通风变压设备中的应用
由于矿区多为地下作业，因此，通风是需要长时间连续保障的，根据不同工作时段的要求，调节风压和风速，以适应不同工况下的空气循环要求。随着采矿作业的深入，井下的空间增大，因此，对于空气的压力和流速也需要更高，鼓风机的功率调节成为了通风效果调节的主要技术手段，通过在矿山鼓风机中嵌入变频控制技术，可以根据实时的采矿进度设置不同巷道的进风量，进而对鼓风机的风速进行调节，可以实现智能化的通风控制，大大的减少了鼓风设备的电能消耗；在鼓风机的变频控制装置中设置变频软启动功能，可以有效的防止启动电流冲击，降低了鼓风机设备启停阶段的故障风险，通过控制鼓风机转速，可以有效的降低鼓风机的工作强度，延长了鼓风机的工作寿命；同时，通过变频控制中的智能控制装置可以保证不同鼓风机组的转速一致，避免在矿区巷道内形成风阻，影响通风效果。
3.3变频控制技术
在采矿设备中应用采矿设备功率大，因此，对采矿设备的变频调速系统已经从一对多的控制策略，发展到一对一的控制。纵观当前的变频控制技术的发展现状，在交流变频调速技术应用于采煤领域的技术发展中，我国领衔开发的能量回馈型四象限运行的交流变频调速技术代表了这一领域的最高水平，国内的电牵引采煤机多为220kW的行走功率，380V的变频调节电压，可以在预先设置的额定转速的条件下，实现固定转矩调节，以及超出额定转速的固定功率调速和变频器之间的从属控制和转矩平衡控制。考虑到实际的采矿作业效果，国产的四象限变频器调速电牵引采矿机的工作优势在于大倾角的采矿作业能力，可以实现制动力矩的大幅度调节，与此同时，还可以保障稳定的牵引速度，避免设备出现下滑跑车的工作故障，简便的结构和简化的操作，使得它能够适应较为复杂的工作环境。
4、结束语
采矿机电设备的快速发展使变频控制技术有了新的应用前景。针对矿井机电设备在实际运行中的技术特点，主要研究了变频控制技术在起重设备，通风设备和采矿设备中的应用。分析了变频控制技术的应用优势和节能特点，提出了提高矿井机电设备工作效率的新建议。在当前的矿山机电设备故障检测技术中，针对机电设备故障的不同情况，类型，状态和原因，有针对性地应用了各种诊断技术和方法，可以保证矿山机电设备的安全运行和维护。
参考文献：
[1]郭建军. 矿山机电设备故障诊断技术[J]. 门窗, 2018(3):201-201.
[2]刘金玉. 矿山机电设备故障检测诊断技术分析[J]. 电子世界, 2018(5).
[3]马宗华. 试析矿山机电设备中变频控制技术的应用探究[J]. 世界有色金属, 2018, No.498(6):46+48.
[4]王泽鹏, 吴广安. 基于灰色马尔可夫的矿山机电设备故障趋势预测分析[J]. 内蒙古煤炭经济, 2018(3).
[5]席晓明. 试析矿山机电设备安全管理的现状及对策[J]. 山东工业技术, 2018(5):83-83.
[6]周永. 矿山机电设备电气断路故障的检测与维护[J]. 集成电路应用, 2018(2):87-89.
论文作者:潘庆军
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/22
标签：机电设备论文; 技术论文; 矿山论文; 设备论文; 故障论文; 鼓风机论文; 工作论文; 《防护工程》2019年第3期论文;