探討節(jié)能減排背景下的煤礦機(jī)電變頻技術(shù)

1、探討節(jié)能減排背景下的煤礦機(jī)電變頻技術(shù) 變頻模式利用其顯著的節(jié)能效果和優(yōu)秀的電力調(diào)節(jié)作用，在目前國際能源短缺和自然環(huán)境污染嚴(yán)重的情況下受到了各國的重視。隨著電子信息技術(shù)的日新月異和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，變頻模式的應(yīng)用發(fā)展逐漸成熟，變頻模式在國內(nèi)煤礦機(jī)電設(shè)施中的利用范圍也越來越廣，技術(shù)水準(zhǔn)伴隨產(chǎn)業(yè)要求的提升也持續(xù)提升。針對這種情況，筆者將節(jié)能減排作為背景，對變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的運(yùn)用實(shí)施研究。 在煤礦產(chǎn)業(yè)中，地下機(jī)電設(shè)施對能源的需求量非常大，因?yàn)樵诘叵聶C(jī)電設(shè)備的運(yùn)作功率非常高，機(jī)電設(shè)施在開啟、變速、停止的操作流程中對能源的使用量非常大，對能源的消耗大約占據(jù)能源消耗整體的40%，設(shè)施在制動維護(hù)時，

2、和井下障礙物的碰撞也會引起設(shè)備不同程度的磨損。讓煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)用變頻模式，可以利用其特殊的節(jié)能減排效應(yīng)，既可以降低設(shè)備對能源的需求量，也能夠強(qiáng)化機(jī)電設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，降低因?yàn)楹途抡系K物的碰撞引起的設(shè)備損耗，能夠延長機(jī)電設(shè)施的使用期限，節(jié)省開采成本，促進(jìn)煤礦開采生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 變頻模式基礎(chǔ)運(yùn)作方式 變頻模式，簡單來說就是把電子微機(jī)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)弱能源整合、機(jī)電整體化的技術(shù)。其本質(zhì)是通過電力半導(dǎo)體工具的阻斷流動效應(yīng)，達(dá)成工頻能源轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌l率的能源輸送流程。整個過程的達(dá)成要通過整流橋?qū)⒐ゎl能源轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髂茉?，之后再利用將逆變裝置轉(zhuǎn)變?yōu)樽冾l、變壓的驅(qū)動能源，進(jìn)而確保機(jī)電設(shè)備可以在適宜的電壓電

3、流的狀況下達(dá)成無級調(diào)速。這一技術(shù)通過其較高運(yùn)作效率、沒有附加轉(zhuǎn)差消耗的優(yōu)點(diǎn)在當(dāng)今能源短缺的國際背景下受到了各國的重視，同時為我國煤礦開采生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)響應(yīng)政府節(jié)能減排號召、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供巨大推力。 煤礦開采過程中變頻模式的運(yùn)用 2.1.變頻模式在提升裝置中的運(yùn)用 煤礦開采使用的提升裝置是開采流程中運(yùn)送材料、礦工的關(guān)鍵設(shè)施，是煤礦開采的關(guān)鍵設(shè)施之一。變頻模式在煤礦開采提升裝置中的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了對原本電阻引起損耗調(diào)控技術(shù)的突破，之后和控制裝置組合，此類調(diào)速模式的依附，相比較電阻能耗大、不容易掌控、電阻調(diào)節(jié)空間有限和具有危險的散熱障礙的傳統(tǒng)方式，運(yùn)用變頻模式的提升裝置既可以有效減少電阻引起的電能消耗，

4、擴(kuò)大了電阻調(diào)節(jié)空間，并且可以有效增強(qiáng)設(shè)施的安全性和全面性，可以達(dá)成有效的無極提速或降速提升。對其在使用領(lǐng)域的優(yōu)勢實(shí)施總結(jié)，集中體現(xiàn)在如下幾個方面：（1）在確保提升裝置可以實(shí)施平滑、降速操作、無極提速流程中，讓裝置的功能、保證性實(shí)現(xiàn)了提升。（2）利用數(shù)目較低的外部能源輸送線路達(dá)成了對繼電器的掌控，解決了空間不足的問題，降低了裝置產(chǎn)生故障的機(jī)率，提升了生產(chǎn)裝置的運(yùn)用功效，（3）利用了變換命令的形式來掌控電力控制體系中繼電器的程序操作聯(lián)系，之后和變成裝置組合，達(dá)成了梯形圖和電路圖之間的合理轉(zhuǎn)變，改進(jìn)了生產(chǎn)體系的控制系統(tǒng)，完善了能源利用機(jī)制，避免了不必要的能源浪費(fèi)。（4）利用觸控裝置和變成裝置對機(jī)電設(shè)

5、備實(shí)施事故檢查，能夠簡化應(yīng)急維修體系的程序，確保提升裝置、動力裝置的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，保障煤礦生產(chǎn)作業(yè)的持續(xù)進(jìn)行。 2.2.變頻模式在通風(fēng)設(shè)施中的運(yùn)用 通風(fēng)裝置在煤礦開采過程中發(fā)揮著“呼吸”的作用，其重要作用不言自明。和傳統(tǒng)開采模式對比，因?yàn)楫?dāng)今煤礦開采礦井通道的持續(xù)延伸、深度拓展，對低下風(fēng)壓的要求也持續(xù)提高，這要求利用更高功率的通風(fēng)裝置來保持風(fēng)壓的穩(wěn)定。由于變頻模式在通風(fēng)裝置的大范圍運(yùn)用，解決了原本開采裝置要長期位于滿負(fù)載狀況下的問題，同時，在通風(fēng)裝置速度調(diào)整領(lǐng)域，運(yùn)用變頻模式還可以達(dá)成按照礦井風(fēng)向?qū)嵤?yīng)調(diào)整，一定程度上實(shí)現(xiàn)了能源節(jié)省，在這種情況下，開采生產(chǎn)裝置都是在較低程度的設(shè)備摩擦情況在工作的

6、，降低了電器能耗和開采裝置摩擦對設(shè)施的磨損，是開采生產(chǎn)設(shè)施的使用期限得到延伸，因?yàn)椴煌娖髟谶\(yùn)作時的功率轉(zhuǎn)速存在差異，會引起一定程度的風(fēng)力阻礙，因而，在設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，我們需要注重對電機(jī)設(shè)備之間運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的調(diào)節(jié)匹配，讓其大致具備相同的運(yùn)作頻率，進(jìn)而構(gòu)建科學(xué)協(xié)調(diào)的風(fēng)力抵抗系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)節(jié)能的開采生產(chǎn)模式。 2.3.變頻模式在水泵中的運(yùn)用 水泵是利用電力設(shè)備的運(yùn)作，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能并將地下水運(yùn)送到地上的一類設(shè)施，在煤礦開采生產(chǎn)過程中需要利用的機(jī)會很多，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的多種頻率供電模式無法適應(yīng)水泵井下的艱難開采作業(yè)，容易引起煤礦開采生產(chǎn)設(shè)施的事故頻發(fā)，提升了開采生產(chǎn)成本，一方面，水泵的較高頻率開啟能源會造

7、成電力設(shè)施輸送電線壓降產(chǎn)生很大變化，引起嚴(yán)重的反應(yīng)開啟效應(yīng)和降壓開啟效應(yīng)，讓設(shè)備的使用期限在多次的開啟流程中大大縮短，變相的提高生產(chǎn)成本。另一方面，電力設(shè)備的負(fù)荷較低的情形下在設(shè)備常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)流程中很常見，會引起水泵的運(yùn)作功率因數(shù)下降，消耗的電能提升等多方面的惡劣現(xiàn)象。若要有效調(diào)低生產(chǎn)設(shè)備的電能損耗就要對電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和產(chǎn)生水流量進(jìn)行科學(xué)管理，讓電力設(shè)備保持在一個合理的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷水平，進(jìn)而穩(wěn)定水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)功率因數(shù)，以便用一定電量實(shí)現(xiàn)較高的產(chǎn)量，并綜合考慮水泵和電力設(shè)備的使用壽命，這對實(shí)現(xiàn)煤礦開采生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展十分有意義。 2.4.變頻模式在采煤裝置中的運(yùn)用 由于煤礦開采生產(chǎn)裝置工作條件的制約，常規(guī)的

8、二象限頻率變化速率調(diào)整在大坡度的作業(yè)條件下無法達(dá)到頻繁開啟關(guān)閉裝置的要求，針對這種情況，應(yīng)該從煤礦開采生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的真實(shí)裝從出發(fā)，針對變頻模式在相關(guān)產(chǎn)業(yè)的有效利用實(shí)施優(yōu)化完善。國內(nèi)傳統(tǒng)的煤礦開采裝置的最高運(yùn)作功率是220kw，四象限交流頻率變動模式的產(chǎn)生達(dá)成了在不變化牽引煤礦開叉設(shè)備移動速率的前提下提升節(jié)能成果的任務(wù)要求。這一先進(jìn)技術(shù)在原本二象限頻率變化模式上發(fā)展出來的，簡單地說就是在發(fā)電前提下通過在整流電路區(qū)域用可調(diào)控的整流裝置取代全波整流橋，進(jìn)而達(dá)成逆變電力輸送線路和整流電力輸送線路之間的轉(zhuǎn)變，再利用從電量還原到電力網(wǎng)絡(luò)的形式，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)優(yōu)化電路的目標(biāo)， 煤礦機(jī)電變頻技術(shù)節(jié)能體現(xiàn) 3.1.系統(tǒng)的

9、功率因數(shù)顯著提高 通常來說，在開采煤礦時使用的電機(jī)在設(shè)計(jì)時會規(guī)定較大的裕量，因此大量機(jī)器在工作時不可以滿載運(yùn)行，電機(jī)運(yùn)行基本都不能實(shí)現(xiàn)滿電壓要求，電機(jī)經(jīng)常處于空載狀態(tài)運(yùn)行。因此，根據(jù)電機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求我們可以從中獲知，想要電機(jī)發(fā)揮出額定效率必須要接近滿負(fù)荷運(yùn)行，這時候其功率因數(shù)也會達(dá)到最好。如果電機(jī)負(fù)荷不足，就會相應(yīng)降低功率，造成電能的損失。究其原因，是由于電機(jī)在輕負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時，在其定子電流這種存在一定的有功分量，而勵磁提供的無功分量占有很大比重，這時候電機(jī)的功率因數(shù)會變得很低。然而通過使用變頻器后，就可以提升運(yùn)行中電機(jī)的功率因數(shù)，達(dá)到節(jié)省電能的目的。 3.2.系統(tǒng)的效率顯著提高 使用了變頻調(diào)速器后的電機(jī)，就可以不再使用液力耦合，完成了二者間的直接連接。由于液力耦合器缺乏傳遞效率，其轉(zhuǎn)動也是通過液體完成的。因此，與硬連接的轉(zhuǎn)動效率相比其效率很低。因此，通過加裝變頻器，使得系統(tǒng)的傳遞效率得到了極大提升。一般而言，由于礦井距離變電站有一段距離，加之電壓的不夠穩(wěn)定，在使用了變頻器后，不僅對運(yùn)行電壓有穩(wěn)定作用，也達(dá)到了節(jié)能的目的。 綜上所述，變頻調(diào)控模式的運(yùn)用可以有效的實(shí)現(xiàn)煤礦開采流程中設(shè)施的能源有效利用，降低了水泵、通風(fēng)裝