变频控制技术对矿山机电设备运行的影响研究_李庆林.pdf

201917 综述与专论11 Modern Chemical Research 当代化工研究 变频控制技术对矿山机电设备运行的影响研究 ＊李庆林 （山西潞安集团温庄煤业有限责任公司 山西 046300） 摘要随着科技的不断进步，变频产品以其特有的节能优势逐步进入我们的生活，国家工业化步伐的加剧，对能源的需求也在不断增 加，而变频控制技术的问世，能够在满足生产或施工需求的前提下，实现对能源的合理控制。尤其是在矿山机电设备运行的过程中，电机 功率通常比较大，有时难免会产生不必要的能源消耗，造成资源的严重浪费。在矿山机电设备中运用变频控制技术可以有效降能耗，减少 机电设备的损耗，延长使用年限。大功率配置下的矿山设备在运行过程中对周围环境影响非常大，严重破坏了自然环境，变频技术能够在 一定程度上削弱这种破坏力，是目前国家大力推行的高科技，给矿山开采企业降低了成本，提高了经济效益。下面就实际使用中的重要影 响力作出如下阐述。 关键词变频产品；变频控制技术；矿山机电设备运行；能源消耗；效益 中图分类号TD 文献标识码A Research on lnfl uence of Frequency Conversion Control Technology on Operation of Mine Electromechanical Equipment Li Qinglin Wenzhuang Coal Industry Co., Ltd., Shanxi Luan Group, Shanxi, 046300 AbstractWith the continuous progress of science and technology, frequency conversion products have gradually entered our life with their unique energy-saving advantages. As the pace of national industrialization intensifies, the demand for energy is also increasing. The advent of frequency conversion control technology can realize reasonable control of energy on the premise of meeting the needs of production or construction. Especially in the process of mine electromechanical equipment operation, motor power is usually relatively large, sometimes it will inevitably produce unnecessary energy consumption, resulting in serious waste of resources. The application of frequency conversion control technology in mine electromechanical equipment can effectively reduce energy consumption, reduce the loss of electromechanical equipment, and prolong its service life. The mine equipment with high power configuration has a great impact on the surrounding environment during its operation process, which destroied the natural environment seriously. Frequency conversion technology can weaken this destructive force to a certain extent. It is a high-tech vigorously promoted by the state at present, and it reduces the cost of mining enterprises and improves the economic benefits. Next, the important influence in actual use is described as follows. Key wordsfrequency conversion products；frequency conversion control technology；mine electromechanical equipment operation；ene- rgy consumption；benefit 引言 企业要想在激烈的市场竞争中占有一席之地，就要在保 证质量和工期的前提下最大化地压缩成本，而变频控制技术 的研发能有效解决目前存在的资源浪费严重、效率普遍低下 等不良现象，该技术正以其优质的性价比赢得了大部分市场 占有率，被更多的矿山开采企业广泛采纳。它不仅提升了企 业的工作效率，还有效降低了成本投入，是一种高效节能环 保的机电产品，让企业在市场竞争中脱颖而出，该技术能实 现有目的的控制，根据使用需求进行功率调控，有效降低了 不必要的浪费，该技术的主要工作原理是在工作中实现直流 与交流电之间的互换，从而方便后期操作使用。 1.变频技术简介 在实际工作中，矿山机电设备需要在满负荷状态下工作 几天，甚至几十天。 在世界能源危机的大背景下，要想在满足开采需求的情 况下降低能源的损耗，就要大力推广变频技术的广泛应用。 该技术能够有效避免设备运行中的资源浪费现象。变频技术 是通过以下几种技术共同实现的计算机科学与电机传动、 电力电子技术等，这些技术结合机械产品、强电弱电等技 术，形成一种全新的变频技术，其主要通过以下原理实现设 备正常运行 1通过电压转化进行有效调速 变频技术的实现涵盖了电力电子技术、电力拖动技术和 各种微型计算机处理等技术手段，该技术能够在实际运行中 全面满足不同阶段的电能需求，通过混合处理等综合处理方 式，通过交流电的变频形式完成速率的变换。其主要工作原 理是借助半导体的能力，将其自身固有的工作电源根据使用 需求完成频率转换。我们通过学习掌握其主要工作原理后， 在矿山机电设备中利用变频技术实现对电压活电流频率大小 的掌控，在变流器的作用下，实现电压之间的互相作用后， 产生一种新型的发动电能，使得电压在变换过程中满足现场 的需求，实现理想的零损耗的新型速率调整模式。 2整体性能的全面提升 在新型的变频技术手段的协助下，矿山机电设备在运行 中可以通过速率调控来降低其负荷变换中的能源损耗，该技 术无需人工干预，高效精准的实现速率变换，大大提高矿山 开发的工作效率。变频控制技术是科技发展中的一种新型智 能产品，它有效综合了计算机数据信号处理、电路集成芯片 等高新技术手段，通过速度的智能化处理，进行数字识别， 程序控制编辑等最终实现设备的自动化智能产品，简化施工 ChaoXing 201917 综述与专论 12Modern Chemical Research 当代化工研究 流程，提高工程质量。 2.变频控制技术的发展现状 随着我国计算机电力技术的深入发展，我国变频技术的 研发有了突飞猛进的进步，其独有的自动化智能调控系统能够 合理控制能源损耗。随着科技的进步，变频技术的领域应用也 越来越广泛，涵盖电力、电子信息、计算机自动化等多种高科 技领域，在矿山机电设备中的变频调控上尤为显著。通过变频 技术实现对煤矿机电设备的科学控制及合理优化，一定程度上 缓解了能源匮乏的现状，初步取得了较为明显的效果。人工神 经网络的问世，智能化产品步入我们的生活，变频技术与智能 控制的有效结合，使得变频技术在煤矿开采领域的应用更加宽 广。变频技术的不断完善，对数据的识别也更加精准，程序研 发水平不断提升，对设备控制也更加成熟，在实际施工中能够 实现稳定运行。 3.变频控制技术对矿山机电设备运行的影响 矿山机械设备的正常运转依赖于动力传送设备完成，如 何降低设备运转中的故障发生率，一般情况下，设备运转中会 留有一定的载荷余量，但是这种情况会导致其运转中出现多余 的功率损耗，浪费资源。这种浪费可以通过调整轴向的转动速 率来有效避免。该技术通过机械手段完成了矿山机电设备频率 和转速的有效控制，改变传统的单一电力输出，实现频率的有 效调控，是一种高效、节能的机电设备运转模式。 1变频技术对矿山提升设备运行的影响 在矿山开采过程中需要完成井下的工作人员、开采所 需设备及物资、出土矿产等的输送，这些要利用矿山提升设 备来完成。作为施工的重点环节，开工前要确保设备正常运 行，做好保养工作，一旦出现问题，将会导致整个工程中 断，延误工期。技术改造前，主要是通过提高设备中的金属 电阻从而实现速度调整，弊端是金属电阻损耗增大，产生的 热量很难散发出去，降低零部件使用寿命。通过变频技术的 改造，能够有效避免这种问题发生，设备在运行中稳定性 高，该技术可以利用后台程序的编写有效直接地完成电气运 行中对速度的有效控制，顺利完成转换工作。这种技术能够 缩减对设备继电器的个数，使得内部空间更加充足，有效扩 大了散热面积，降低了故障的发生率。一旦出现问题，变频 技术的监控程序能够迅速反馈并及时提供故障检修方案。该 技术不仅使得矿山提升设备的操作精确程度有了显著提高， 而且这种通过程序完成的科学控制能够有效降低机械操作中 带来的磨损，增加产品的使用年限。 2变频控制技术对采矿机运行的影响 矿山开采过程中，通过人工牵引的方式，这种牵引产生 的力量推动叶轮运转，形成完整的运行体系，在此过程中会 导致大部分不必要的能源消耗，严重浪费了资源。变频技术 改造应用后，工作人员的调控更加直接有效，煤矿采集中， 由于矿井表面不够平滑，开采过程中需要重复开关机，矿山 开采难度大。传统的工作模式由于功率调控能力不足，在实 际工作中损耗大，工作效率普遍低下。随着变频技术的普 及，原本的机械操控模式转变为智能的电路控制模式。矿山 机电设备正常工作中，电路迅速完成逆变和整流之间的互换 调整，有效控制了能源的损耗。变频技术在矿山机电设备中 的普及应用，借助变频器实现了对设备的实时调整，在满足 开采需求的前提下，圆满完成开采任务。 3变频控制技术对传送机运行的影响 矿山施工环境大多复杂多变，地形险恶，给矿产传输工 作带来了很大的难度，加之工作量又大，如果设备性能不足 将会延误开采工作。由于输送任务的不定时性，在开采中常 常需要临时开启、关闭设备，为了节约能源，调速工作往往 繁重，机械设备损耗大，无形中增加了故障风险。技术改造 前，骤然的开启环节会损失大量的电能，而变频技术能够根 据机器的载重量调整能源输出转换，尽可能减小资源浪费。 技术改造前，传输环节无法有效调整功率输出，能耗大，机 器自身产生大量热能散发不出去，极易出现设备损坏；经过 变频改造后，能有效避免这种问题的发生。变频技术的功率 调节根据工作量随时调整，弹性大，皮带磨损降低，延缓了 皮带的老化速度。矿山传输机的变频技术改造，降低了机器 自身的磨损程度，减少了设备维修机率，工作效率却有了显 著提升。该技术借助智能软件的有效调控，有效避免了传统 设备中的电阻磨损，降低了能源的消耗，响应了国家节能减 排的号召。实践表明，借助变频技术的优越性，传输机性能 不断优化，在目前矿山开采中逐步普及。 4变频控制技术对通风机运行的影响 煤矿主通风机是矿井操作中的主要使用设备之一，使 用周期较长，也是井下的重要呼吸系统，是促进井下空气流 通的重要工具。因此，设备功率损耗是当前采矿业的一大难 题。主通风机进行变频技术改造后，能够结合矿井内坑道的 风力需求调节速度，缓解了原有技术中的单一速度造成的能 量浪费现象。变频技术改造后，实现了设备的软启动，大大 降低了传统设备启动环节中电流过大给设备造成的巨大冲 击，实现了开启关停后的零冲击。设备运转高效、低速，减 小了风机损耗，延长使用周期，降低维修成本。在同一风道 中的两台风机，要求保持转速统一，就要保持其发动机的频 率相同，隔绝风阻，保证通风机的稳定工作。 4.结束语 随着我国经济形势的深入改革，与国际市场的接轨已成 定势，企业质量和诚信的关注度也在不断提升。挑战与机遇 并存，变频调控技术，以其独特的节能优势，推动了我国矿 产业的高速发展。无论从现场操作的安全性方面，还是工作 效率的提升方面，都颇具优势。它大大简化了原有的繁重工 作任务，现代化变频调控技术的运用，看似复杂，实则是将 人们从繁重的劳动中解放出来，利用现代化智能技术，降低 了成本的投入，却获得了更大的收益。煤矿开采企业要想发 展，必须紧跟时代的步伐，不断创新，利用先进的生产技术 不断武装自己，使我国的煤矿产量再创辉煌。 【参考文献】 [1]李平生.变频控制技术在矿山机电设备中的应用[J].内蒙 古煤炭经济,2017233843. [2]高崎山.矿山机电设备变频控制技术分析[J].建材与装 饰,201742171-172. 【作者简介】 李庆林（1981-），男，山西长子县人，助理工程师，山西潞 安集团温庄煤业有限责任公司；研究方向煤矿安全生产。 ChaoXing