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TECHNOLOGY AND INATION工业与信息化 科学与信息化2020年6月上 81 浅谈现代煤矿机电工程中变频技术的应用 高新福 黑龙江省双鸭山煤炭生产安全管理局 黑龙江 双鸭山 155100 摘 要 本文较深入地分析了应用变频技术的重要作用,与变频技术的主要原理相结合,对各领域中的变频技术应 用深入研究,进而对变频技术提高重视,在煤矿开采中明显提高资源利用率。 关键词 煤矿机电;变频技术;应用探讨 前言 随着对能源不断增加的需求,当前还以煤炭为主体的能源 形势,煤矿降低成本,煤炭提高开采效率,煤炭竞争力提高非 常重要。在煤炭开采过程中,若对电力使用进行有效控制,将 使煤炭明显降低开采成本。在煤矿机电上应用变频技术,可使 煤炭开采过程中有效降低电力使用率,开采效率提高,成本逐 渐降低,为煤矿可持续发展提供重要保障。 1 变频技术在煤矿机电工程中的重要作用 1.1 资源利用率提高 快速发展的社会经济与各类能源的支持密不可分,作为化 石能源中的煤炭,目前在生产制造业中已应用十分广泛。尽管 煤炭资源是一种不可再生能源,若对对其利用缺乏高效性,对 于社会经济的发展具有一定的限制作用。应用变频技术可动态 调整机械设备的模式,若煤层作业区域较薄,可使开采设备降 低工作功率,采取适宜掘进方式开采,使机械减少空转。如在 应用风机结构中,可对机械设备相应提高输出功率,可达到节 能效果5070,使资源提高利用率[1]。 1.2 煤矿开采成本降低 随着应用的先进开采技术日益增多,使煤矿在很大程度上 提高了工作效率,很多煤矿生产模式转型已完成并处于自动化 生产过程中。而且,在可控范围内煤矿开采采取成本降低的有 效方式备受业内的普遍关注。变频技术可与作业区域实际相结 合,调整机械设备输出功率,使开采过程提高持续性。特别在 部分煤层分布作业区域相对复杂时,对作业模式动态调整,不 只使煤层开采任务顺利完成,还可使开采过程中能够降低成本 投入515,进而在市场中提高煤矿的核心竞争力。 2 变频技术的基本原理 变频技术主要是通过整流桥将三相交流电整流变成脉动直 流电,经电解电容滤波后向平滑的直流电转变,控制板控制相关 模块后将平滑直流电向三相交流电转变。变频流程通常是交流电 通过整流器向直流电转变,最后由电动机将直流电向可控频率的 交流电调整后输出。在相关运行需求下,控制电路控制逆变器和 整流器输出,以实现对电流频率的改变。针对煤矿而言,大部分 是矿井中的电力设备,应用变频技术可对电流频率进行调整,使 设备输出得到控制,确保设备的工作环境更稳定。并通过控制设 备输出,符合生产需求,实现节能减排的重要作用[2]。 3 现代煤矿机电工程中变频技术的应用 3.1 空气压缩机运转 距离地表较近的煤炭资源极少,大部分煤炭资源都处于 地下深处,使开采难度在一定程度上增大,在开采煤炭资源中 瓦斯、地下水等附带物依然存在。作为有害气体的瓦斯,若开 采环境中具有过高的含量,易产生瓦斯爆炸,对生命财产安全 构成严重威胁。基于此在煤矿开采中,压风自救系统的空压机 的重要作用,煤矿发生灾难时将新鲜风流提供到井下,辅助供 风将风能提供到井下风动水泵及锚杆钻机等设备中。但压缩机 工作状态处于较高频率,不只是产生运行故障概率增大,还使 电网易增大工作负担,对于其他机械设备正常工作产生不利影 响。空气压缩机运转中应用变频技术,可监控结构运行状态, 使系统运行效果提高。特别是在煤矿开采中期,开采难度随着 煤层结构的复杂性将有所增大,在其他设备产生运行故障时, 为保证开采进度和开采人员安全,一般采用替换法将新的工作 设备临时设置在其他区域,但运行中的空气压缩机易被忽略, 导致资源浪费较大。而应用变频技术可与实际相结合,使空气 压缩机及时停止工作状态,可达到3040的节电效果,进而 达到降低资源损耗的重要作用[3]。 3.2 采煤机械设备 采煤机械设备在煤炭资源开采中是主要执行载体,其工 作状态对于煤炭开采质量和效率具有直接影响。机械设备都有 使用寿命,工作环境、设备生产质量及操作人员水平等因素对 其都产生影响。若设备发生停摆问题,因处于地下作业区域存 在较大的维修难度,该情况对于正常推进开采活动具有直接影 响。与传统管理经验相结合,逐渐降低设备运行寿命的原因主 要是与高负荷运转具有一定关系,而应用变频技术可动态调控 采煤机输出功率,与开采区域煤层厚度相结合,对设备输出功 率适当加大或减小,产生故障的概率也将降低60,确保设备 运行状态稳定。此外,应用变频技术还使采煤机械设备适当降 低操作复杂度,设备工作状态明显提高可靠性。 3.3 煤矿皮带装置 煤矿皮带装置在煤矿开采中是常用运输载体,主要是将煤 炭资源由开采区向矿外运输。其工作原理是基于电能驱动,产 生于皮带与轮毂间的摩擦作用对于设备运行具有带动作用,若 皮带保持高速运行状态,电力需损耗较大,在一定程度上浪费 了资源。常用的煤矿皮带装置主要采用液压耦合装置对设备正 常运行具有促进作用,但该过程需耗掉电能较大,并将较多电 压附加在装置上,使产生安全隐患的概率增大。应用变频技术 可优化液压耦合装置工作状态,将软启动模式引入,在皮带装 置正常运行中,电路网结构将下调3055的功能损耗,继而 实现节能减排、资源利用率提高的重要作用[4]。 4 结束语 综上所述,随着资源日益加剧损耗速度,提升资源利用率 的有效方式在社会中逐渐成为一个关注焦点。作为不可再生资 源的煤炭资源,为稳定发展煤矿经济,对应用变频技术的优势 应充分发挥,并在机械设备运行中合理应用,进而使煤矿生产 安全得到有效保证,整个生产过程中明显降低能耗,对煤矿产 业的发展具有重要促进作用。 参考文献 [1] 任昕亮.变频技术在现代煤矿机电工程中的应用[J].电子技术与 软件工程,201817234-235. [2] 高靖.变频技术在现代煤矿机电工程中的应用研究[J].技术与市 场,2019898,100. [3] 于仕锋.变频技术在现代煤矿机电工程中的运用[J].科技风,2018 10161. [4] 冯刚,李建国.变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践[J].电 子技术与软件工程,201620126. 作者简介 高新福,男,安徽太和人;学历本科,现就职单位黑龙江省 双鸭山煤炭生产安全管理局,研究方向煤矿机电设备、技术及安全 管理。 科学与信息化 6月上 内文 -加更正.indd 812020/7/7 102038
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