变频器在煤矿矿区机电设备中的应用策略--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

变频器在煤矿矿区机电设备中的应用策略

发表时间：2020/7/21 来源：《电力设备》2020年第8期作者：魏安奇姚龙侯大庆

[导读] 摘要：变频器具备有效的调节功能，还能够节约能源。因此在煤矿机电设备逐渐广泛运用煤矿机电设备。

        （山东鲁泰控股集团有限公司鹿洼煤矿山东济宁 272350）
        摘要：变频器具备有效的调节功能，还能够节约能源。因此在煤矿机电设备逐渐广泛运用煤矿机电设备。它有利于为矿井创造综合效益。许多人为了保证设备的科学化，会适当的调整设备的各项参数的，从而导致设备无法正常运行，造成电能的损耗。本文简单分析了变频器，并且深入探讨了变频器在煤矿矿区机电设备中的运用策略。
        关键词：变频器；煤矿矿区；机电设备；应用策略
        引言
        随着我国经济的不断发展，能源问题日益严重，煤炭在我国一次能源消费结构中煤炭资源占到60%以上，而煤矿用的大型机电设备装机容量不断扩大，资源消耗逐年增加，而且经常处于轻载运行状态,效率非常低，电源浪费非常严重，尤其是在我国电力资源仍然相对比较短缺的情况下，煤炭工业节能增效迫在眉睫；通过变频技术采用变频器调速，可以避免对电网电压产生剧烈波动，既可减小设备启动电流，又可增大启动转矩，还可实现软停机，有效地降低设备电耗，提高设备使用寿命，给企业带来可观的经济效益。
        一、变频器的工作原理和技术优点
        （一）变频调速原理
        交流变频调速技术是微机技术、电力电子技术和电机传动技术的综合应用，是强弱电混合机电一体的综合性技术。其实质是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，而基本原理是通过整流桥将工频交流电压变为直流电压，再由逆变器转换为频率电压可调的交流电压，作为交流电机的驱动电源，使电动机获得无级调速所需的电压和电流，是一种无附加转差损耗的高效调速方式之一。变频调速技术之所以在能源危机中应运而生，就是因为它能根据电机负载的变化实现自动平滑的增速减速，从而大幅度提高工作效率。
        （二）变频器应用技术优点
        变频器变频调速节能作用的实现是依靠微电子、自动化控制、强弱电、机电一体化等多种技术的综合,其在应用时表现出来较多的优点,主要包括变频调速可控、节能降耗效果明显和投资成本较低等；利用变频器可以实现电机的变频调速,能够使电机的速度可控为平稳加速和平稳降速,从而确保设备运行状态处于最佳；通过使用变频器可以实现设备电机的软启动,有助于降低因转子串电阻而引起的电力消耗，同时还可以确保电机启动电流处于安全电流范围内,有助于提高设备使用性能和使用寿命；通过变频器的使用可以实现调节风、水驱动设备的负荷,可以大幅度的降低能耗；变频器的应用可以改善因矿井设备设计富裕而造成的轻负荷运行情况,从而实现设备的最佳运行,有助于设备运行时的能耗；变频器在安装使用时会造成一定资金的消耗，但相比于设备运行期间的电能节约,其具有低投资、高收益的特点，是企业提高其综合效益的有效手段。
        二、变频器在煤矿机电设备中的应用
        （一）变频器在煤矿采煤机中的应用
        采煤机是煤矿生产中最关键的设备之一,随着煤炭工业的快速发展,对采煤机产量、可靠性及智能化程度提出了更高的要求。目前的采煤机已经形成了机械、电气、液压系统为一体的综合性能很高的设备组合。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

而采煤机的复杂工作环境却与其本身精密的结构互相矛盾,采煤机的工作环境恶劣,运转时会受到煤炭、岩石等巨大的冲击,而且还会受到粉尘.水等不利于机械运行因素的影响，而PLC可编程控制器与监测系统、计算机控制系统相互配合,为采煤机的各种操作和监测功能及自动化程度提供了保障。变频器在采煤机中的的应用则使得采煤机具有运行速度可控操作简便、操控灵敏、工作效率高等优势。
        （二）变频器在煤矿提升机系统中的应用
        煤矿提升机系统在机械动力启动电机或部分连接到轴和齿轮时，将产生剧烈的振动，加剧机械部件的磨损，减少提升设备和电机的使用寿命；当电机直接启动时，瞬时电流为额定电流的好几倍，不仅会加大电机绕组电应力，产生的大量热量，减少电机的寿命，而且瞬时的浪涌电流、电压波动巨大，引起电网的峰谷差较大，且可能导致同一电网上其他电压敏感设备产生故障跳闸或异常运行。利用变频调速技术，模拟低频发电机的运行方式，在保持输出频率不变的情况下，根据控制要求和实际运行速度，控制变频器输出电压的信号变化，自主调控提升机的升降状态，不仅可实现平稳可靠的制动，大大减少了机械部件的振动冲击和磨损，而且可使提升机实现软启动，科学合理的改变电机的运行速度，以适应不同的负荷要求，可平滑加速和减速，保证提升机安全平稳的运行。
        （三）变频器在煤矿胶带输送机中的应用
        胶带输送机广泛地应用在冶金、煤炭、电站、化工石油和物流等各个行业,用来输送松散物料或成件物品，不用变频器的胶带输送机，长距离带载情况下的启动、停机只能通过制动器来控制,因此制动器的运行负荷极大,制动器的寿命缩短,同时也大大增加了制动器的维护工作。使用变频器的胶带输送机即可实现长距离带载情况下的软启动、软停机、位能发电、电能回馈、空载低速运行等功能；使用变频调速后长距离胶带输送机就可实现连续、可靠、自动化程度高、设备维护工作量小；使用变频调速后的胶带输送机可与煤矿总控制系统联网统--管理,同时煤炭在运输过程中相对稳定，扬尘少、对环境污染小，值得广泛应用。
        （四）变频器在煤矿通风机系统中的应用
        高压变频器应用在煤矿主通风机系统后，调速平滑方便，实现了软启动和停止，不仅降低了对电网的冲击，避免了因主扇风机直接启动，瞬间电流过大，可能烧坏电动机的现象；而且风机运行使的电气冲击和机械强度也大大降低了，延长了风机的使用寿命；变频器根据井下的实际需求的风量，调节电机转速，低速输出转矩加大，实现了高转矩宽调速范围驱动，避免了大马拉小车的情况发生，提高了系统运行效率，达到了节能效果，给企业带来了巨大经济效益。
        结束语
        综上所述，在变频器中，综合了变频技术、微电子技术以及电机传动技术，利用对设备电机电源频率的调节，可以有效的调节控制设备。而且，变频器的优势在于节约能源、调节功能，因此它的发展速度较快。变频器的运用可以推动的煤矿行业的发展。如果煤矿运输、通风等设备无法正常运行，可以借助变频技术的运用来调节，促进煤矿产业有效的节约能源，从而提高生产效率。
        参考文献
        [1]李耀,梁永,张硕.变频器在煤矿矿区机电设备中的应用策略分析[J].科学技术创新,2016(26):90-90.
        [2]马毓轩.变频器在煤矿矿区机电设备中的应用策略分析研究[J].石化技术,2019,026(005):260-261.