试论变频技术在煤矿机电设备中的应用.doc

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1、试论变频技术在煤矿机电设备中的应用【摘要】变频控制技术为现在的社会节约电能以及减少污染做出了很人贡献，在我国的煤炭行业中发挥了很大的作用并得到了广泛的应用。变频控制技术凭借其优越的调节性能，在煤矿的地面和井下的提升、风、采矿、运输、选择等各种机电设备控制系统中得到广泛的应用。本文阐述了变频控制技术在煤矿机电设备中的实践应用。【关键词】变频控制；机电设备；煤矿应用1•变频技术内容及发展概况变频控制技术，顾名思义，指的就是将一种频率电源经过复杂的步骤转换为另一种频率的电源的过程。具体来说，这种技术结合电子技术与微机技术实现了强弱电转换。交流电源转

2、化为直流电源以及直流电源转化为交流电源的过程中首先完成了电压的转变，期间利用整流桥实现电压转化。其次，利用逆变器实现频率的转化。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。变频技术因其具有的多方面优势特点故在产生发展之初就获得了市场的好评，发展之迅速有目共睹，当然这与我国对变频技术的强大需求有着很大的联系。新时期，我国变频技术得到了长足的发展，在功率器件、控制理论、调速系统、整体功能等方曲都实现了不断更新，如现今功率器件采用了智能功率模块,整体功能的综合性越來越高，变

3、频技术控制理论也慢慢朝着口动化、人工神经网络化控制的方向发展。2.变频控制技术在煤矿机电设备的应用2・1变频技术在采煤机屮的应用采煤机作为煤矿井下的主要综采设备，常工作在比较恶劣的环境当中。其所处环境一般粉尘较大，空气相对湿度较高，操作空间较小，所以对采煤机控制系统工作的安全性、可靠性、维护简便性要求较高。将变频技术应用于采煤机上，不仅能克服上述问题，还具有过负荷、过电流、过电压、过热、过频、欠压、失速、漏电、熔断丝切断、控制电源异常、CPU控制电路界常等保护功能。2.2变频控制技术在通风机中的应用变频控制技术解决了通风机无法随机变频的麻烦，

4、大大降低了通风机的工作强度，一方面使得煤矿设备使用寿命延长减少了设备故障维修的现象，另一方面减少了对电网设备的冲击，使通风机的运转正常化。通风机作为矿井操作中的“呼吸系统”，再加上强有力的变频控制技术的操控对于电力节省、技术创新、操作步骤等方面带来了很多方便之处。对某一矿井主通风机（型号为BDK40-6-NO17轴流式对旋风机）实施变频技术改造,改造前由于电机不能调速，电机全速运行，此时如通风机提供的总风量为2970m3/min,电机的输入功率约为154kWo经测算，现在矿井所需风量为2100m3/min即可。若用风门调节，即把风量恰好调为2

5、100m3/min时，从理论上分析，若风门节能为15%,电机实际的输入功率仍达131kWo那么，每年风机消耗的电费为：131kWX24hX365dX0.5元二573780元。为了满足矿井安全生产所需风量，乂能随生产节奏的变化及时调节风量，达到节能的目的，选用200kW的变频调速器对电机进行调速，以满足生产和节能的双重要求。经测风员现场测试，当变频器输出频率为39Hz,输入电压400V,输入电流110A时，风机的风量达至I」2100m3/mino此时电动机输入功率约为75kW0改造后发现，风机的风量和风压都能够满足矿井的需耍，加入变频器后电机的

6、输入功率明显下降，每年风机所消耗的电费为：75RWX24hX365dX0.5元=328500元。用变频调速器调节风量比用风门调节风量每年可节省的电费为245280元，即节约了245280/573780二43%的电能。2.3变频技术在皮带机屮的应用皮带机是采煤业常用的运输器械设备之一，类似于提升机的作用，但相比之下，皮带机具有更大的运作功率。我国传统启动皮带机的方式采用液力耦合器来实现。这种方法电机启动电流很大，尽管采用了转子串接电阻改善启动转矩和降压空载启动筹方法也无法改变启动电流过大的情况。这样就容易导致两种情况，首先是对电压电网的损伤，过

7、大的电流造成了强大冲击，电压电网由此波动强烈；英次，过大的电流还会造成机械设备内部冲击过大以及严重产热的现象，这对机械本身使用寿命以及使用便捷度都将产生一种负面效果。经过变频技术整合后的皮带机则有效避免了上述弊病，皮带机运作各项机能变得稳定、可靠,在功率节省方面也有着可喜的成果。2.4变频控制技术在提升机设备中的应用提升机是采煤业常用的运输器械设备之一，类似于皮带机的作用。我国对于提升机传统的调速方式是采用在电动机转子电路内接入金屈电阻，用鼓形控制器或接触器切除电阻来达到调速的目的。传统的提升机使用出现了一些问题，主要就是能耗、控制力、安全性

8、能以及维修几个方面的缺陷。电阻调速精度差、电力能源大量消耗、机械设备易损坏、维修困难、安全系数过低等现象对我国人民的生命财产都产生了很大威胁，因此采用现代变频控制技