變頻控製技術在煤礦機電設備中的應用
技術應用
作者：馬國慶
摘要：變頻控製技術憑借其優越的調節性能，在煤礦的地麵和井下的提升、風、采礦、運輸、選擇等各種機電設備控製係統中得到廣泛的應用。文章首先針對變頻控製技術基木原理進行概述，然後再詳細闡明變頻控製技術在煤礦機電設備當中實踐應用。
關鍵詞：變頻控製；機電設備；煤礦應用
中圖分類號：TM921 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）05-0041-02
在當今飛速發展的科技時代，促使自動控製技術與變頻控製技術也得到了巨大的發展。其中變頻控製技術為現在的社會節約電能以及減少汙染做出了很大貢獻，它的廣泛應用是大勢所趨。我們都知道，煤炭公司的各種煤礦機電設備不僅複雜而且其所消耗的電能也特別多，仔細研究這些電能損耗成本在煤炭公司的生產成本中就占據了很大的一部分。所以，迫使變頻控製技術應運而生，因它具有良好的節能效果以及方便工作人員控製調節等的特點，目前變頻控製技術這項技術正逐漸趨向成熟，在我國的煤炭行業中發揮了很大的作用並得到了廣泛的應用。
1 變頻技術內容及發展概況
變頻控製技術，顧名思義，指的就是將一種頻率電源經過複雜的步驟轉換為另一種頻率的電源的過程。具體來說，這種技術結合電子技術與微機技術實現了強弱電轉換。交流電源轉化為直流電源以及直流電源轉化為交流電源的過程中首先完成了電壓的轉變，期間利用整流橋實現電壓轉化。其次，利用逆變器實現頻率的轉化。電壓可調的交流電壓作為交流電機的驅動電源，使電動機獲得無級調速所需的電壓和電流，是一種無附加轉差損耗的高效調速方式之一。變頻技術因其具有的多方麵優勢特點故在產生發展之初就獲得了市場的好評，發展之迅速有目共睹，當然這與我國對變頻技術的強大需求有著很大的聯係。新時期，我國變頻技術得到了長足的發展，在功率器件、控製理論、調速係統、整體功能等方麵都實現了不斷更新，如現今功率器件采用了智能功率模塊，整體功能的綜合性越來越高，變頻技術控製理論也慢慢朝著自動化、人工神經網絡化控製的方向發展……
2 變頻控製技術在煤礦機電設備的應用
2.1 變頻技術在采煤機中的應用
采煤工作環境有著自身的特點，適用於這種環境下運作的兩象限變頻調速顯得越來越心有餘而力不足。基於這種傳統采煤業所遇到的重重阻礙，我國在變頻控製技術方麵進行了深入的研究，目前所采用的對傳統工藝的適用性改進基本使局麵的得到了一定的改善。以前我國采煤機行走功率達到了220千瓦，目前我們采用的新工藝在實現不改變牽引速度的同時完成了節能的最大化。這種新工藝稱之為四象限交流變頻技術。這項技術基於傳統技術，整合了先進的科學技術，實現了逆變電路與整流電路之間的自由轉變。
2.2 變頻控製技術在通風機中的應用
通風機這種煤礦機電設備在采煤行業進行業務運作的過程中具有不可忽視的重要性，作為貫穿整個礦井運作主要設備，變頻控製技術在其中發揮的作用尤其引入關注。傳統通風機在礦井施工過程中出現的問題主要是風壓增加，通風機功率便出現了問題。變頻控製技術解決了通風機無法隨機變頻的麻煩，大大降低了通風機的工作強度，一方麵使得煤礦設備使用壽命延長減少了設備故障維修的現象，另一方麵減少了對電網設備的衝擊，使通風機的運轉正常化。通風機作為礦井操作中的“呼叫係統”，再加上強有力的變頻控製技術的操控對於電力節省、技術創新、操作步驟等方麵帶來了很多方便之處。
2.3 變頻技術在皮帶機中的應用
皮帶機是采煤業常用的運輸器械設備之一，類似於提升機的作用，但相比之下，皮帶機具有更大的運作功率。我國傳統啟動皮帶機的方式采用液力耦合器來實現。這種方法電機啟動電流很大，盡管采用了轉子串接電阻改善啟動轉矩和降壓空載啟動等方法也無法改變啟動電流過大的情況。這樣就容易導致兩種情況，首先是對電壓電網的損傷，過大的電流造成了強大衝擊，電壓電網由此波動強烈；其次，過大的電流還會造成機械設備內部衝擊過大以及嚴重產熱的現象，這對機械本身使用壽命以及使用便捷度都將產生一種負麵效果。經過變頻技術整合後的皮帶機則有效避免了上述弊病，皮帶機運作各項機能變得穩定、可靠，在功率節省方麵也有著可喜的成果。