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论变频技术在煤矿机电设备中应用 　　【摘要】目前我国矿山机电设备的使用现状中，相当广泛地应用到变频技术。煤矿机电相应设备使用稳定性和效率的提高，无不有赖于其平缓的机械调节作用以及效果明显的技能效用。特别是在机械动力负荷设备和流体负荷设备的实际应用中，变频器的作用非常重要。可以肯定的是，变频技术在未来的煤矿机电设备领域占据更加重要的位置。 　　【关键词】机电设备；变频技术；流体负荷；机械动力负荷 　　面对着日益紧缺的世界能源储备现状，以及不断发展的电子电力技术，使得变频技术受到诸多客观因素的有力推动，引起了全球范围内的高度关注。在我国，科学发展观有力地推动了电力、机械、矿山等诸多行业内变频技术的推广和普及应用。仅就煤矿企业来说，约有70%-90%的矿井企业用电量均为矿井中各个生产系统的用电。变频技术的使用和推广，极大地提高了机械使用效率，节约了能源消耗。 　　1.变频技术的发展 　　伴随着不断进步的控制理论和电子电力技术，无论是在实际应用还是在理论领域，变频技术的发展都是较快的。IGBT、GTR在功率器件领域的更替，最终更深地发展成为智能功率模块；在控制理论领域内，极大地改进了压频比的控制方式，在实际变频器里越发广泛地应用到转矩直接控制盒矢量控制方式，必威体育精装版的研发方向变为了人工神经网络控制和模糊自优化控制方式；越来越高的调速系统集成度，使得以单片机为起点，总共产生出了高级专用集成电路、精简指令集计算机和数字信号处理器；在功能领域，越来越高度综合化的变频器，使得基本的调速功能能够被很好地完成外，增加了通信、参数辨识和内置的可编程序等功能。这些必威体育精装版最尖端的变频技术在煤矿企业内的推广和使用，使得矿业机械设备的工作效率得到了极大地提高。具体而言，没有使用变频节能技术之前，风机、水泵等流体机械只有20%-50%的平均运转效率，对于采掘机、空压机和矿井提升机等具有较大变化负荷动力的机电设备，在维护保养、制动、加减速和启动等各方面的浪费极其巨大。变频节能技术的成功应用，完全解决了这个问题，很明显地具有优越的调节性能和节能效果。 　　2.流体负荷设备中的变频技术 　　由于泵和风机的负载转速和转矩的平方成正比，只有较低的过载能力要求，因此截流成为了一直沿用的调节流速的方式。根据相关统计，2002年国有重点煤矿共有1486台通风机，其中绝大部分机器的通风效率不足一半。再加上数十个大型的煤矿公司集团，在我国矿用泵、通风机的改进和配备新设备工作中，变频技术的作用将非常重要和明显。 　　2.1 风机变频调速 　　我国目前的煤矿新上项目和风机节能改进工作中，越来越多地应用到了变频器，甚至生产出了专门的变频调速装置以适应煤矿作业环境的特殊性。相关资料表明，在杨村矿南风井改造风机工作中，用JS157-10型的低压鼠笼式电动机取代了以前的JRQ-1510-10型的高压绕阻式电动机，两台电机由一台变频器控制。经过改造后的风机实际转速和电机实际输出功率，均比原来更加节能，风压和风量对于矿井的特殊性也更加适合，年节约费用50多万。必威体育精装版型的ZJT-30型本安隔爆兼变频调速智能系统，其散热方式为IGBT，具有660V的工作电压，可带动的局部通风机功率为28kW，具备了实地和远程控制功能、超温断电功能、保护过流短路功能、瓦斯和风电闭锁功能以及调整载波频率功能。有效地使巷道矿山掘进的效率得到了提高。 　　2.2 泵中的变频调速 　　变频调速在给液用泵、矿区给水中的灵活应用，有效地使设备的机械冲击被降低，能够更加灵活地控制工艺系统，使产品质量得到了提高。以PLC控制器和变频器为研究基础，所研制成的用于监控煤矿井下排水泵站的系统，通过变频器对抽水泵进行控制，灵活地进行适时加减速和起停平滑，使井下液位的恒定得以确保，对于泵频繁起停和空转时所产生的巨大能耗进行了有效地降低，同时也降低了设备机械的损耗。加入了PLC控制器，则能够更加灵活和智能地控制变频器，进一步确保了高效安全地生产运行。李庄选煤厂将变频器安装在介质泵上，对于重介旋流器的入料压力的调节，是通过在线水泵转速的调节来完成，避免了增加因启动时过大电流带来的损耗，频繁的起停车次数得到了减少，防止了变压器跳电，使产品质量得到提高。经过实践生产可知，变频调速技术的成功引用，为该选煤厂年增创收入200多万元。 　　3.机械动力负荷设备中的变频技术 　　由于煤矿作业具有较多不确定因素、复杂的生产条件以及恶劣环境等特点，很多机电负荷设备所处的工况多是波动频繁，极大地降低了工作效率，严重地损耗了设备，对于安全高效地运行煤矿作业产生了严重影响。而变频技术的运用和发展，将煤矿增效节支带入了全新的领域。 　　3.1四象限交流变频器 　　由于煤矿作业环境的特殊性，比如采掘设备的坡度较大，使得电铲、输送机、提升机等机电设备的起停、调速十分频繁，因此