變頻節能技術煤礦機電論文范文第1篇
摘要：隨著煤礦生產行業對機械用電節能要求的不斷增大，變頻技術在煤礦機電設備中的應用也越來越廣泛。文章首先簡要介紹了變頻技術的原理、發展及其在煤礦生產中的重要性，然后詳細闡述了變頻技術在不同煤礦設備中的應用，為變頻技術在煤礦行業的進一步發展提供了理論基礎。
關鍵詞：變頻技術；煤礦機電設備；智能控制模塊；提升機；皮帶機；通風機；采煤機
近年來，隨著自動化控制、電子技術、信息技術以及計算機技術的不斷進步，煤礦機電設備技術化水平越來越高。煤礦企業由于主要依靠機械化生產作業，因此能耗成本已經成為煤礦企業生產的主要成本，而這大量的能耗中，大部分是由于通風控制、提升運輸、排水等機電設備所消耗的。因此，在煤礦企業生產過程中，借助于交流電機變頻調速技術實現機電設備能耗的降低，已經成為煤礦企業減小生產成本、提高企業經濟效益的重要手段。
1 煤礦機電設備中變頻技術概述
1.1 變頻技術原理
在煤礦機電設備的動力設計過程中，機器設備在正常使用過程中并沒有必要在滿載負荷的情況下進行長時間工作，為使設備既能滿足工作動力要求又不造成能源浪費，很有必要在設備使用過程中融入變頻技術，避免設備產生多余的力矩。變頻技術包括了點擊傳動技術、電力電子技術以及計算機技術，是一門結合強弱電與機械設備的綜合技術。變頻技術的基本原理就是通過半導體元件將工頻電流信號轉換為其他頻率，再將轉換的工頻交流電進一步轉換為直流電，依靠逆變器對電壓和電流進行控制調節，使機電設備能夠達到無級調速。更進一步地講，煤礦機電設備中的變頻技術就是利用電機轉速與電流頻率之間的同比增長關系，通過改變電流頻率來控制電機轉速，實現對機電設備的有效合理控制。通過變頻技術能夠實現對電機的平穩、自動加減速控制，提高電機的工作效率并減小能源消耗。變頻器的電路通常分為四個部分，包括整流、直流、逆變和控制部分，各個部分相輔相成，共同控制著電機的工作，共同實現對設備轉速的自動、節能、高效控制。
1.2 變頻技術在煤礦生產中的重要性
隨著全國各地煤礦資源的不斷開采，可利用的煤礦資源越來越少，各個煤礦開采企業之間的競爭也越來越激烈，煤炭企業作為用電大戶，能否有效提高機械設備的節能效率、減少污染排放在很大程度上決定著企業的綜合競爭力。在煤礦機械電設備中融入變頻技術是節能減排、提高企業競爭力、保護環境、保證企業長期穩定發展的一個重要舉措。在當前煤礦開采作業中，機械設備的用電量占用電總量的70%以上，因此變頻技術具有很大的節能潛力，是煤礦開采企業節能減排的關鍵，在煤礦生產中具有十分重要的意義。變頻技術在得到重視后也憑借其良好的可控性和節能性迅速地進入到煤礦生產市場中，但是在進行變頻器的選擇時需要考慮多方面因素，綜合考察其實用性、可控性、安全性、可靠性及簡易性，選取合理高效的變頻設備。
1.3 變頻技術的發展
隨著科技的不斷進步和電子信息技術的飛速發展，變頻技術不管是在理論還是實際應用方面都獲得了長足的進展，并取得了十分可觀的成績。其智能控制模塊的發明、控制方式的改進、可實現功能的拓展以及綜合化水平的提高都有效地促進了變頻技術在各個領域的發展。隨著變頻技術在節能領域的優異效果，越來越多的生產行業開始嘗試使用變頻技術來控制生產機械設備的運轉，變頻技術的應用也越來越廣泛。依靠自動化控制和網絡技術，變頻技術的集成化程度也越來越高，不僅能夠在機械設備上實現基本的調速功能，還能通過計算機設備實現其通信、識別、編程功能。
2 變頻技術在煤礦機電設備中的應用
在煤礦生產領域，變頻技術的應用已經越來越廣泛、越來越普遍，變頻技術不僅能夠減少能源消耗，保護環境，而且能夠使得操作更加簡單、靈活、智能，能夠通過計算機技術實現設備的遠程控制和智能控制。
2.1 變頻技術在提升機中的應用
在煤礦開采作業當中，提升機的主要任務就是將礦山的礦料及工作人員安全地輸送到指定位置，在煤礦生產中具有十分重要的作用。提升設備具有速度變化復雜、停啟頻繁等特點，傳統的調速設備一般是將金屬電阻接入到機械設備的電機電路內部，通過調節電阻大小來調節電機轉速，這種傳統調速方式難免會帶來電阻消耗大、機械易發熱的缺點，而且電阻器的調速范圍也較小，精度相對不足，在提升裝置的下降過程中還需要額外的動力制動電源，增大了電能浪費，對設備和煤礦作業的安全性也帶來了威脅。
將變頻技術引入到煤礦提升機設備中，能夠從根本上解決傳統變速裝置所帶來的弊端，不僅能夠使提升裝置實現平穩、安全的加速減速及啟動停止，還能有效加強提升機設備的安全、使用等各方面性能，增強對電機電路的保護作用。變頻技術能夠借助計算機技術對提升機進行編程命令的編寫，準確控制電機工作系統中各個電路元件之間的邏輯關系，并減少電路中繼電器的使用數量，減少電路的建設和維修成本。變頻技術的控制精度相對傳統調速方法具有很大優勢，擴展性能較好，可以通過修改電路編程命令來實現對提升機系統功能的改變。此外，提升機的加減速和啟停都是通過電氣控制的，提高了設備的安全性，也減少了機械的磨擦和損耗，延長了機器的實際使用壽命。
2.2 變頻技術在皮帶機中的應用
在煤礦生產作業中，皮帶機相對提升機來說功率較大，其工作原理是通過電機轉動牽動皮帶運轉，從而將皮帶上的礦料沿皮帶運輸到目的地。皮帶的運轉需通過輪轂與皮帶的摩擦力來實現，皮帶機的啟動電流必須足夠大才能使得皮帶運轉。國內大部分煤礦的皮帶機裝置是通過液力耦合器來實現皮帶機軟啟動的，啟動時電機電流較大，不僅會造成電路電壓急劇變化，還會加劇皮帶的老化和斷裂。另外，耦合器在工作過程中會產生熱能，使得機器內部油溫升高，加速機械磨耗、老化，并對機器設備的安全性帶來不利影響。
將變頻技術引入到皮帶機中，能夠有效地實現皮帶機的軟啟動，增加機器在運行和啟停過程中的穩定性。變頻技術相對傳統耦合器來說能量的利用率也得到了顯著提升，在整個工作過程中能源利用率能夠達到90%以上，有效減少了能源消耗。變頻技術將耦合器替代后，也大大節約了設備的維護和修理費用，具有較好的經濟效益。
2.3 變頻技術在通風機中的應用
在煤礦開采作業中，通風機在所有設備中占有十分重要的地位，在井下作業過程中通風系統必須一直運轉，運轉時間較長，被形象地稱為煤礦開采工程的呼吸系統。隨著開采深度的不斷增大，對風壓的要求也越來越大，通風機所需要的功率也會隨開挖深度不斷變化。此外，通風機與皮帶機一樣，都存在啟動電流較大的問題，對電網設備具有一定的沖擊、磨擦和損耗。使用變頻技術對風機轉速進行控制能夠有效減少電能消耗，同時還能夠實現電機的軟啟動，延長風機的使用壽命。
2.4 變頻技術在采煤機中的應用
采煤機與提升機一樣，都具有啟停頻繁、變速復雜的特點，在引入變頻器時就應該考慮進行四象限工作。采用四象限工作形式能夠對采煤機進行較大范圍的控制和調節，確保采煤機的牽引速度能夠保持在一個較為穩定的水平，避免機器出現溜車、下滑等現象。此外，引入變頻技術后采煤機的操作也相對簡單，控制更加精確。
3 結語
將變頻技術應用到煤礦機電設備具有較好的前景，已經在我國煤礦生產行業實現了小規模應用，還有很長的路要走。在煤礦開采過程中，作業機械工種較多，對調速、啟停過程的要求也各不相同，要想變頻技術能夠廣泛應用在煤礦開采過程中就必須不斷更新變頻技術的多功能化，實現變頻技術在煤礦生產行業的廣泛應用。
參考文獻
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作者簡介：王端煥（1970-），男，山東濟寧人，山東魯泰煤業有限公司鹿洼煤礦工程師，研究方向：高科技在煤礦機電的應用。
（責任編輯：周 瓊）
變頻節能技術煤礦機電論文范文第2篇
【摘 要】近年來，隨著我國煤礦整合形式的深入開展，以前的小煤礦悉數關閉，應允而生的大型礦井發展迅猛，大功率電機用以前普通開關已起動不起來，嚴重制約著煤礦的發展。然而，變頻器的出現和應用，使煤礦發展徹底擺脫了這方面的困擾。
【關鍵詞】煤礦；變頻器；應用
0.引言
近年來，隨著我國煤礦整合形式的深入開展，以前的小煤礦悉數關閉，應允而生的大型礦井發展迅猛，其大型礦井的機電設備赿來赿先進，功率也隨之不斷增大。大功率電機用以前普通開關已起動不起來，嚴重制約著煤礦的發展。然而，變頻器的出現和應用，使煤礦發展徹底擺脫了這方面的困擾，因此，我就對我們煤礦在實際生產當中使用變頻器與以前的普通開關進行對比，希望大家能從中發現變頻器在使用的當中的優勢，并加以推廣和應用。
隆博礦前身為鄉寧縣陽塔煤礦，后經兼并重組后與鄉寧烏金溝煤業有限公司合并為大同煤礦集團臨汾宏大隆博煤業有限公司，隸屬于大同煤礦集團有限責任公司，原生產能力為450kt/a，兼并重組后生產能力為900kt/a?，F今處于技改階段，技改設備改造當中地面、井下許多大型機電設備全部應用了變頻器，從運行情況來看，效果顯著，優勢明顯。具體情況我在下面將一一和大家探討。
1.變頻器在主扇上的應用
以前，隆博礦使用的主扇是2*110KW，電壓660V，起動方式采用工頻降壓柜起動。此柜起動時起動電流波動大，轉矩大，風機的振動與噪音也同樣的大，且此柜無漏電、短相等保護功能，對風機的安全運行極為不利。起動速度快、應力大極易導致風機的風葉松動和變形，本礦的風葉就幾次出現過根部斷裂現象，險些造成事故。由于采用工頻控制方式，每次井下需要調整風量時，我們都必須停止風機，將風機拆開對每個風機的風葉進行角度調整，來實現風量大小控制，而此種方法調整出的風量與計算出的風量偏差較大，但也沒有辦法。自從隆博礦將主扇升級改造為2*450KW，電壓10KV，起動方式采用變頻柜起動時，才發現了變頻器的明顯優勢，此柜起動時頻率從1-50Hz逐步遞增，速度小、噪音低、風機起動非常平穩。這樣的起動方式不僅有效的減小了風葉起動應力保護了風葉，而且站在風機上感覺不到明顯振動的。最主要的是變頻柜的過流、漏電、斷相、短路等各種保護功能齊全，有利的確保風機的安全運轉。風量的調節更是易如反掌，只要在主操作臺的觸摸屏上按住頻率增加或減小按鍵，變頻器就會自動調整風機轉速，進而調整風量的大小，此種方式操作簡單，再也不用拆開風機來調整風葉的角度了，不僅省時省力，而且調整值相當精確，節能效果明顯。另外，此變頻器還有一鍵正、反轉功能，當井下出現異常情，需要反風時，只要在變頻器的觸摸屏上輸入解鎖密碼，按下正、反轉切換鍵。立刻就可實現風機反轉運行，整個操作不超過10秒鐘，比以前采用工頻柜的停機、倒閘、再開機的反風操作程序，不知節省多少倍的時間。
2.變頻器在主提升機上的應用
隆博礦原來使用的主提升機為JTP-1.6，132KW，采用是電阻調速功能的控制柜，此柜有體積大、能耗大、故障率高等缺點，且運行當中也不安全可靠。將升級改造后，現用提升機為JK-3.5，720KW，采用高壓變頻柜控制，此柜功能優勢明顯，把以前電阻調整控制柜上的問題全部迎刃而解了。具體表現在以下幾個方面：（1）提高了提升系統的安全性：原采用轉子串電阻的工作方式下，在提升過程中減速段和下放重物的低速段必須依靠直流制動或者機械抱閘提供制動力，然而直流制動系統產生的制動小，機機械抱閘力不足時無法及時制動絞車。采用全功率能量回饋變頻調速后，變頻器能夠輸出高達2.2倍額定轉矩的制動力矩，其自身能夠滿足系統的制動要求，要機械抱閘失效或者機械制動力不足時，能夠提供足夠的制動力對絞車進行快速制動，另外，變頻器均勻的加減速控制能夠有效避免人為因素導致的絞車減速過晩、高速沖擊曲軌和剛性管道的問題，從而大大提高系統的安全性。（2）提高了提升系統的穩定性和工作效率：變頻調速采用勻加速控制方式，比切換電阻控制加速更平穩。由于能夠始終以最大的安全加速度進行加減速，因此加減速時間更短，最大限度的降低絞車的工作效率。（3）節能降耗：采用變頻調速系統后，電機轉子被完全短接，避免了轉子串聯電阻產生的大量的功率消耗，節能效果明顯，據相關測試平均節能率高達25%以上。
3.變頻器在皮帶機上的應用
姓博礦井下1.2米皮帶原來使用是QJZ-400的真空起動器，有一次在運行當中突然停電，皮帶上壓煤較多，恢復供電后司機開啟皮帶瞬間，皮帶從中間變坡點處拉斷，造成上皮帶連煤帶帶飛速滑到機尾，險些傷著人員，直接影響全礦停產10個小時。事后經我們分析查找原因，認為主要還是電機重載起動轉矩大，速度過快導致的。事后聽說太原惠特出的防爆軟啟動開關，采用變頻起動模式，具有起動轉矩大，速度慢等優點，我們就抱著試一試心態聯系購買了兩臺，然后安裝到井下這部皮帶上，真是不用一知道，一用舍不了。此開關用上以后起動緩慢平穩，重載運行能力很強。不僅解決了我們怕重載起動引起斷帶的問題，而且發現由于起動慢，我們原來連軸器上隔三差五就損壞的梅花墊，竟然能夠用上一個多月。皮帶的接頭撕開的頻率也直線下降。真是太實用了！
綜上所述，變頻器不僅有著體積小、占地少，起動電機平穩、沖擊小，延長設備使用壽命的優點，而且其性能優越，運行可靠，節能高效。在我們這個資源逐漸貧乏，提倡節能降耗的國家。尤其是在整合煤礦技改工程當中設備升級換代頻繁，高能耗，低收益的現狀之下，更應該得到廣泛的推廣和應用。 [科]
【參考文獻】
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變頻節能技術煤礦機電論文范文第3篇
1.變頻節能技術在煤礦通風機中應用基礎分析
據有關調查顯示,我國大多數針對煤礦通風機而進行的變頻節能技術改造中,主要是按照變頻節能的技術原理以及煤礦通風機中存在的問題入手,結合其應用情況而發揮兩者結合的最大效果。下面針對具體的變頻節能技術原理以及煤礦通風機的應用問題進行詳細的論述,為后期進行技術應用實踐而奠定基礎。
(1)技術應用原理
針對變頻節能技術的應用原理進行分析,主要是從煤礦通風機中的電動機部件入手,結合其運行特點而展開詳細分析。在煤礦通風機當中,其一般是采用交流異步電機來進行風機的運轉,但是由于交流異步電機具有尺寸小、成本低、周期長以及穩定性的特點,就導致其在風速調節上存在一定的缺陷。變頻節能技術是在交流異步電機中加入了交流變頻調速功能,達到調整電動機轉速調整的效果。然而,在優化電動機的轉速調整功能之后,同時會影響到電動機轉動的穩定性,進而影響到電動機運轉的性能上。由此,還需要在電動機改良過程中加入恒功率技術以及恒磁通技術,從多個角度來實現對送風量的控制以及運行功率的保障。與此同時,變頻節能技術的應用使得電動機還會長期處于低負荷的運轉狀態,進而造成大量的電能被消耗掉,造成不必要的電能浪費。這就需要在具體應用變頻機能技術時結合煤礦通風機的電力消耗情況而進行改善,達到節約電能利用的效果、減低能耗。
變頻技術主要就是根據流體力學比例定律而進行研制的。其中,當通風機的轉動速度發生變化時,其轉速和風量存在一定的正比關系。而當風量的總需求小于電機功率所產生的總風量時,我們就可通過減小風機轉動的速度來實現對電機功率的有效調節,這樣就能實現對通風機設備轉動速度的有效調節,以此來達到節能降耗的目的。
(2)技術應用現狀
調查顯示,在目前的煤礦通風機應用中大致是存在節能問題、通風系統建設問題、通風管理問題以及安全監察問題等現狀,制約著煤礦通風機的性能發揮。具體而言,在煤礦通風機應用的節能問題上,主要是由于煤礦通風機的運轉,使得其需要大量的電能,并且在較長的時間內保持大量的電能消耗情況,導致煤礦通風機的送風量有限,進而也就無法滿足煤礦的通風需求。
同時,由于煤礦通風機具有啟動難、完善程度低的特點,就導致其設備容易出現損壞等各種故障,有時甚至可能出現設備絕緣體破壞造成電流問題,極大地影響了煤礦通風機的使用壽命。而針對其通風系統不完善的情況,則是由于人為原因和開采環境的限制等導致了煤礦通風機在設計時就埋下了一定的安全隱患,并且隨著其運行時間增加,在應對一些復雜的巷道環境、巖石硬度以及建設工藝等容易導致撞擊、翻車等安全事故的發生,危害人員安全。
此后,針對通風系統的管理問題和安全監察管理問題則是由于缺乏安全管理制度的制定和規范,導致在進行通風系統管理時,缺乏統一的標準規范,進而容易導致煤礦通風機風門出現質量問題,影響其性能的發揮。而且,由于對安全監察工作重視程度有限,就導致在缺乏安全監察制度的情況下,使得其調控管理上存在缺陷,影響了通風安全性的管控。
2.變頻節能技術在煤礦通風機中的應用實踐分析
上面已經對變頻節能技術在煤礦通風機的應用實況進行了大致的分析,可以發現:在推進變頻節能技術應用時,需要從多個角度實現對煤礦通風機的問題解決,并結合變頻節能技術的應用原理來優化其結合形式,最終推動煤礦通風機性能的優化。主要的變頻節能技術在煤礦通風機中的應用實踐有以下幾個方面:
(1)變頻器的改良
在煤礦通風機中應用變頻節能技術,主要是從煤礦通風機的變頻器的安裝出發,結合一定的變頻調速功能發揮情況,實現對煤礦通風機的送風量、風速、運行效率以及穩定性的掌握,全面提高煤礦通風機的節能效果。
具體地,在變頻器的選擇上,主要是通過分析交—交變頻器、交—直—交變頻器等兩種變頻器種類,來研究其調速的效果。在交—交變頻器即直接式變頻器上,其工作原理是通過將工頻電流來轉化為可調電流,來實現對電流的調整,進而減少電能消耗的效果。而交—直—交變頻器即間接式變頻器則是通過一種二重變換的方法,以直流為中介,實現工頻電流與可調電流的順利轉換。這種通過直流介入轉換過程的變頻方法,可以有效地提高電能的運轉效果,進而實現煤礦通風機的調速功能。
(2)PLC變頻調速處理系統的優化
除了對變頻器的改良之外,針對PLC變頻調速處理系統的優化上則是通過研究PLC系統的構成以及其變頻調速處理系統的功能等兩個角度來實現對煤礦通風機的變頻節能效果發揮。
具體地,針對PLC系統構成分析,主要是通過對中央處理器、輸入單元、輸出單元、電源以及存儲器等設備部件而進行優化。其中,對中央處理器的分析,主要是提高PLC系統數據儲存和分析能力,同時優化其對于設備故障的檢修和維護能力的發揮,保障各種情況下能維持PLC變頻調速處理系統的正常運行?，F階段,在煤礦通風機的PLC系統中,主要是選用一些成本低、安全性高、尺寸小以及處理運行穩定的設備,來保障PLC變頻調速處理系統有良好的基礎元件設施。
此外,針對PLC變頻調速處理系統的優化,則是通過對其內部的控制主程序、子程序等各種運行程序的完善來加強對變頻節能效果以及調速的實現。一般而言,PLC變頻調速處理系統中的主程序是需要在子程序自檢完成之后,針對煤礦巷道內部的瓦斯含量等數據分析的前提下,而準確設置煤礦通風機變頻通風的功率,進而實現PLC控制系統的開關控制。目前在PLC變頻調速處理系統對煤礦巷道內部的瓦斯含量進行測定時,是采取在煤礦通風機電動機位置附近一定范圍內的濃度測量的方法。但是,考慮到煤礦內部掘進面的持續深入,會導致空氣中瓦斯含量的大量增加,進而使得在PLC變頻調速處理系統運轉下,改變煤礦通風機的功率和送風效果,保持煤礦巷道具有較好的通風環境,提高其安全性。
(3)液力耦合器調速的完善
針對煤礦通風機內部的耦合器調速功能的完善,則是通過應用新型的液力耦合器來達到調整煤礦通風機運行速度的應用方式。在目前的煤礦通風機內部電動機耦合器完善中,主要是通過優化耦合器的泵輪以及渦輪轉速調節設備來達到調整整個煤礦通風機轉速的目的。這種液力耦合器在應用時需要借助液體的幫助在傳導扭矩的作用下,控制煤礦通風機的轉動速度,并且同時提高煤礦通風機的電動機運行穩定性和功率輸出的平穩性,這也就使得其有著廣泛的實用價值。但是,結合變頻節能技術的不斷發展,液力耦合器對煤礦通風機調速的控制,也逐漸顯示出其由于體積大和調速效果不夠突出的缺陷,影響了應用情況。
3.總結
綜上所述,通過對變頻節能技術在煤礦通風機中的應用分析,不僅實現了在對變頻節能技術的應用原理以及煤礦通風機存在的問題分析上的應用基礎研究;我們應首先認識與了解通風機變頻技術節能原理和變頻技術在通風機運行中的重要作用,進而將變頻節能技術高效的應用在煤礦的通風機中,這樣就能提高整個煤礦生產的安全性,而且可以在考慮到煤礦通風機的應用環境和調速效果等因素前提下,在展開變頻節能應用時,推進變頻調速和通風機的風量效果改善,最終不斷優化煤礦的通風效果。
摘要：本文主要分析了變頻節能技術在煤礦通風機中的應用方式,重點介紹了其應用原理以及應用實踐等內容。其可以解決煤礦通風機中存在的功率和效率問題,提高礦機通風效果。通過對變頻節能技術在煤礦通風機中的應用分析,在提高煤礦開采效益的同時,減少煤礦通風機的資源消耗、達到節約資源保護環境的目的。
關鍵詞：變頻節能技術,煤礦,通風機
參考文獻
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變頻節能技術煤礦機電論文范文第4篇
[摘 要]在礦山開采過程中，由于礦山機電設備所消耗的能源較大，產出和消耗不成比例，因此受到人們的廣泛關注。近年來，我國在變頻控制技術方面的資金與精力投入不斷加大，且把此種控制技術推廣到機電生產與礦山領域，合理化應用變頻控制技術，能實現對機電設備功耗的合理化控制，有利于延長機電設備的實際使用壽命，也推動了我國礦山產業的進一步發展。對此，本文就礦山機電設備變頻控制技術展開了相關的分析與研究。
[關鍵詞]礦山;機電設備;變頻控制技術
礦山產業為整個社會和工業發展提供了一定的能源，是我國的重點發展產業，且我國礦山企業擁有相對先進的設備與技術。如今，人們對能源的需求量逐步增加，且礦產資源的產量也受到了國家的重視，對此，將相關的科學技術應用到礦山機電設備中具有重要意義。其中以變頻控制技術為典型的科技元素逐步被注入到礦山機電設備系統中。目前，礦山數量在不斷增加，變頻控制技術在整個礦山機電設備中的應用，大大提高了機電設備的運行效率。
1 變頻控制技術的基本原理與發展現狀分析
通常情況下，礦山機電設備無需長時間且滿負荷的運行，為了滿足礦山開發與資源保護的基本要求，可將變頻控制技術應用到礦山開發之中，以防止機電設備產生過剩的力矩。變頻調速技術主要包括計算機技術、電力電子技術與電機驅動技術。在變頻調速技術應用的過程中，主要是將機械設備與強弱電技術進行有機的結合，以形成一種強大而創新型的技術體系。
1.1 變頻控制技術的基本原理
1.1.1 電壓轉換與調速
（1）變頻控制技術在礦山機電設備中的應用。為實現電子技術、危機管理技術和電子傳輸技術的有機結合，機電設備主要利用電能實現混合處理的綜合技術。其主要目的是利用功率半導體器件的實際開關效應，使工頻電源及時轉換為另一種變頻調速裝置。
（2）變頻技術在煤礦機電設備中的應用，.主要是將變頻技術轉化為一般的電流和電壓，通過改變其頻率來實現互用。在這一過程中，交流電壓成為實現無級調速的重要驅動電源，電壓的基本要求也達到了無損調速的目的。
1.1.2 提高整體性能
結合變頻控制技術的基本運行原理，通過調速的方式來應對礦山機電設備的基本負荷變化，以達到自動加減速的效果，有利于提高礦山的基本運行效率。變頻控制技術的應用就是矢量控制與轉矩直接控制的有機結合，而共同研發的智能化自動控制系統，主要是借助數字信號處理技術與單片機通過集成電路來科學的進行調速，從而達到參數識別與合理化編程，以達到智能化管理效果，更好的應用到礦山機電設備之中。
1.1.3 變頻控制技術發展現狀分析
目前，變頻控制技術仍舊處于積極發展的狀態，最關鍵的是核心功率器件進一步的發展。變頻控制技術具有很好的智能化優勢，旨在達到直接控制的目的，從而體現變頻調速的高效性。近年來，隨著科學技術的逐步發展，電子信息技術、自動控制技術、計算機技術和大功率輸出技術的應用，使變頻控制技術在煤礦機電設備中的應用有了很大的突破。目前，各個行業都在積極地推進環保工作，通過相關的分析可得知，電氣設備、采礦、機械與礦山的能耗量比較大，會對周邊環境造成嚴重的負擔，從而影響到人們的實際生活，這主要是由于壓氣、通風等設備會耗費大量的電能。為優化與完善變頻控制技術，使其能夠更大程度處理好節能問題，從而獲得理想的效果。近些年來，通過對神經網絡的研發與設計，促使變頻控制技術更好地應用到智能控制系統之中，使得變頻技術在機電設備中的應用范圍逐步拓寬。借助變頻控制技術能提高開發效率，有利于推動礦山運行系統的進一步發展。把變頻控制技術應用在礦山機電設備中，能有效提高內部編程效率，能精準識別各項參數性，便于煤礦機電設備安全而穩定的運行。
2 礦山機電設備變頻控制技術的應用
2.1 變頻控制技術在提升機中的應用
在礦山運行系統中，提升機具有高度的存在價值，其主要負責人員與物料的安全運輸，在整個礦山生產體系中發揮著十分重要的作用。通常情況下，先通過電動機轉子電路與金屬電阻器進行有效地連接，利用接觸器關閉電阻或鼓型控制器來調節速度，由于電頻范圍不造成的電阻消耗過大、散熱性較差，且精度比較低等問題，在提升機下坡或減速段所設置的直流電源與低頻電源，容易造成嚴重的資源浪費。將變頻控制技術應用到提升機驅動系統內，主要是能夠從根本上排除一系列的缺點，以達到無極加速與減速的目的，以提高系統的保護性能，其主要優勢表現如下：
（1）相關的編程工作可通過程序員的具體指令來完成，為控制與處理好繼電器的邏輯關系，電路圖和梯形圖之間的有效轉換更容易控制。
（2）由于外部線路繼電器的實際數量大大減少，其所占據的空間也在逐步下降，使得維護成本與故障發生概率大大降低。
（3）借助觸摸屏與編程器能夠很好的檢測出系統存在的故障，能及時檢測出機械故障與電氣故障。
（4）擴展性能與控制精度大大提高。為更好的修改內部程序，其在不改變硬件連接的基礎上，實現系統功能參數的不斷變化，以達到柔性控制的目的。
（5）當提升機處于一種負力狀態之下，電動機所產生的再生能量會回饋給電網，能有效節約電能，且由于自動力矩的逐步增加，促使轎車安全性能逐步提高。
（6）變頻控制技術的應用，有利于促進提升機速度的控制與制動，可大大降低系統設備的磨損率，能有效延長機械設備的使用壽命。
2.2 變頻控制技術帶式輸送機上的應用
帶式輸送機的功率大于提升機的基本功率。它主要是通過繞線電機的轉子繞線來達到工頻運行的基本目的，并通過液力偶合器輸送到帶式輸送機部分。帶式輸送機的基本工作原理主要是利用輪轂的有效轉動、摩擦驅動和張力變形使皮帶在滾筒上運動。傳統的礦石輸送帶由于大電流起動，運行質量和傳動效率容易受到熱機械沖擊和電機電壓波動的影響。由于啟動時間較短，皮帶斷裂老化，對皮帶韌性要求較高。此外，液力偶合器使機械零件的磨削程度逐漸提高，容易出現內部溫升、運轉不良等各種問題，也極易造成更嚴重的環境污染。如果要解決液力偶合器的啟動問題，可以將變頻技術引入帶式輸送機，實現帶式輸送機的軟停軟啟動，使帶式輸送機運行更加平穩。通過調節輸出轉矩和頻率，改變和優化電機的工頻恒速運行方式，不僅可以降低能耗，而且可以大大提高帶式輸送機的運行功率。
2.3 變頻控制技術在井下絞車電控制系統中的應用
將變頻調速技術應用到電控系統與保護系統內，不過要注意各項細節，要求輸入電源是660V，頻率為50Hz，而輸出功率則要調整到0～50W，而電壓變動則要控制在-15%～10%，頻率調控到-2.5%～2.5%，需要強化過載能力，在負載變化方面，最低為-120%，最高荷載為120%的額定負載，從而滿足四象限運轉的條件。此外，還支持自動轉矩的提升，在低頻運轉條件下，能夠保證額定轉矩，可對元件過熱問題展開規范化的處理。當控制箱選擇快開門方式時，電氣控制應選擇雙PLC數字控制系統。硬件電路應強化對絞車的規范化控制，以達到數字化監控的目的。此外，當PLC遭遇故障時，需要進行穩步地提升。在整個控制系統之中，需要對相關的操作進行合理化的配置，還要及時配備一定的保護設備。另外，應支持一定的保護試驗。若信號未發出，不可啟動車輛，且信號發出時間≥30d?；诖?，才能實現圣光信號與控制回路正常閉鎖，且電流溫度等相關指標也變得更加直觀。
2.4 變頻控制技術在通風機中的應用
通風機是礦井中的核心設備，其在整個礦物生產過程中發揮著十分重要的作用。通風機是十分重要的通風設備，其運行時間比較長久，因被稱為呼叫系統。在新時期，伴隨著采礦與挖掘工作的逐步推進，風壓逐步加大，所需功率也大大增加。因此，在礦井下作業時，必須要保證通風機的實際運行功率，才可保證礦井作業的高效性。使用變頻控制技術對礦山通風機進行調速，會借助巷道風量需求的有效預測來實現調速，可大大減少能耗量，其具體實施效果也比較理想。借助變頻技術來完善通風機后，能夠實現變頻的軟啟動，電流沖擊也逐步減弱，大大緩解了對整個電網運行設備所產生的影響，還能隨時停止與啟動。一般來講，通風機運行速度相對較低，使得通風機的實際工作強度大大降低，可有效延長通風機的實際使用年限，減少維護次數。此外，為確保電動機轉速的一致性，在正常運作條件下，確保兩臺電動機的運行頻率盡可能保持一致，防止形成一定的風阻而導致風扇運行受到影響。
3 結語
綜上所述，變頻控制技術具有安全、高效而便捷的優勢，其被廣泛的應用到各領域內。在煤礦開采過程中，會耗費大量能量，且電耗是很大的。但在能耗系統中，能源浪費問題還是相當突出的。將變頻控制技術應用到煤礦機電設備之中，占用空間小、方便拆卸、操作簡單、速度可調節等是其重要優勢，尤其是能達到一定的節能效果，能大大減少煤礦生產的能耗率。相信不久的將來，我國科學技術可以得到進一步地發展，可不斷深化與提升變頻控制技術，從而獲得機電設備應有的成效。
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變頻節能技術煤礦機電論文范文第5篇
摘 要：目前在熱電廠鍋爐主要采用二次風機、一次風機和引風機，因此，需要提前設計好風量和風壓。然而由于技術的限制，負荷會產生較大的波動，從而浪費了大量能量。想要提高運行效率，就必須對其進行改造。對此，本文針對高壓變頻節能技術的改造進行如下研究。
關鍵詞：鍋爐風機；高壓變頻節能技術；節能改造
引言
隨著社會的發展和科技的進步，我國在各行各業都取得了卓越的進步。然而在經濟快速發展的同時，我們不能忽視對環境的保護。國家和政府大力提倡節能環保措施，鼓勵實施節能項目。而熱電廠鍋爐在使用中大多采用擋板式調節，在調節的過程中消耗大量的電能、熱能等，并對環境造成一定的破壞。因此，創痛的發展不符合現代社會的需求，而通過高壓變頻技術可以有效地提高設備的運行效率，精確地調節風機的風量，從而減少能量的損耗，實現“可持續發展”。
1 高壓變頻技術的現狀
由于我國高壓變頻技術起步較晚，發展時間較短，因而與國外相比還是有很大的差距。而國外的西門子等品牌產品價格昂貴，因此，在鍋爐設計中大多采用高壓真空斷路器直接進行啟動，從而在電機啟動的時候產生大量的沖擊，在調節擋板時就會浪費大量的能量。
2 高壓變頻技術的理論依據
鍋爐風機變頻控制原理如下式（1）所示，
上式（1）中， n表示風機轉速， s表示電機轉差率， f是電機的運行頻率，p 表示電機是極對數。由于風機的 s、p 均為定值，因此鍋爐風機的轉速可以通過f進行調節，實現對鍋爐風機的變頻控制。
高壓變頻大多采用級聯式多電平拓撲式結構。級聯式多電平拓撲式結構是：為整個電路輸入三相高壓交流電，然后通過隔離變壓器降壓，并通過三角形移相方式，提高電流的輸入效率，將其都輸入到功率單位模塊中。被輸入到功率單元中的低電壓疊加累積之后再輸出，形成高壓。干式結構成 Y 型接線與高壓電源相連，而變壓器輸出的電壓情況由副邊繞組數量決定，且采用沿邊三角形繞組方式。干式結構也是隔離移相變壓器普遍采用的結構。
風機主要采用風機擋板的開度大小來調節風量，在變頻運行的工作情況下，風機風量的改變會導致高壓電機輸出功率的改變。尤其是當風量下降到 50%時，功率下降 88%。由此看來，采用高壓變頻技術可以節約大量的能源。
3 采用高壓變頻技術帶來的好處
采用高壓變頻技術可以調節系統模式，根據需要及時調節風量的大小，其精確程度可以到達毫米級。因為風量可以穩定的輸出，從而減少了風機的沖擊，從而提高了工作效率，并有利于維修人員和施工人員的操作。第二，調節模式由原本的擋板式變為變速調節模式，減少了電機與軸承之間的摩擦，降低了設備的損耗，這在一定程度上也減少了設備維修費用。第三，使用高壓變頻技術可以提高電機的工作效率。同樣的工作環境下，電機功率因素可以達到 95%以上。第四，高壓輸電可以降低電流的損耗，減小輸電線上的溫度，利于設備的長時間運作。風機自動切換工作頻率，保證了工作的連續性，減少了工作時間，并提高了安全系數。第五，通過高壓變頻技術在降低機器運轉的同時可以有效地降低噪音，不會對周邊居民的生活產生干擾。
因此，綜上所述，高壓變頻技術的使用對系統的自動調節具有重要的作用，其較高的性價比和突出的優勢會促使其更加廣泛的應用于工業發展中。
4 采用高壓變頻技術需要注意的事項
高壓變頻器的運行受到多方面因素的影響，例如：電磁波的干擾、各元件的使用時間、機器質量、溫度和濕度等。如果不注意保護就會出現各種不良的反應，輕者導致設備損壞或停運，嚴重者會導致出現火災，在經濟上受到損害，并造成工作上的不便。這些嚴重影響到一個企業的信譽問題，因此，我們對高壓變頻技術進行改造，在其發生故障時需要準確找出故障處，需要及時切斷電源，對其做好保護工作，從而使高壓變頻器不會停止工作，并保證其安全性。
高壓電動機主要故障是由于短路產生較大的電流，從而造成絕緣體的燒毀，并對其他元器件的使用造成干擾。因此，在使用之前做好檢查工作，限制最大電流級別和速斷保護跳閘。在電動機啟動時，電壓處于一個不穩定的狀態，因此，我們還需通過熱極限曲線對電流進行保護作用。在機器高速運轉，負荷增加的時候，會對電動機產生一定的影響，此時我們需要采用反時限保護。根據電動機能夠承載的最大負荷，對其進行過負荷保護，當出現負荷超載時，就要發出警告。在電動機運轉的過程中會釋放出大量的熱能，如果機器溫度過高就會導致設備受到損害，從而不利于以后工作的繼續，因此，我們需要設置過熱保護。當機器達到一定溫度時就組織起繼續工作，當一段時間之后，溫度下降到正常范圍內才能繼續工作。另外，針對不同級別的電壓，也要相應的設置不同級別的保護措施。以上這些注意事項是設備在運轉過程中經常出現的情況及必須掌握的幾種保護事項。
5 需要改進的方案設計
5.1 對鍋爐風機的高壓變頻調節技術改進
風機高壓電機配電系統由一次系統和二次控制系統兩部分組成。一次系統接到高壓變頻旁路柜的進線側，再通過分合閘接到高壓電機上，從而實現高壓變頻系統的自動切換。高壓變頻二次控制系統是用來提升變頻系統的自動控制程度，實現遠程控制。
高壓變頻的設備需要通過吊車進行搬運，因其體積和重量較大，因此，在選擇吊車時應該慎重考慮。在將設備移入配電室時，可以采用滾輪式搬運方法。這種方法是在地板上放置滾輪，然后將設備放在滾輪上，隨著輪子的轉動而向前移動。因此在輪子的挑選上應該選擇那些能夠承載設備重量且長度夠長的滾輪。
5.2 技術改進的注意事項
在技術高進的方面也是有很多需要注意的地方。以下是本人總結出的幾點要求。
第一，高壓變頻器應該合理的安置，整齊的排放，各變壓器在排列好之后用螺釘連接成一個整體。第二，所有高壓變頻器的底座需要固定好，這也是檢查人員最需要注意和容易忽視的地方之一。底座若不能固定好，則很有可能在使用的過程中由于振動而脫離原來位置，并給工作帶來不必要的麻煩。第三，高壓變壓器在安裝、使用及維修的過程中應該時刻保持工作地點的整潔和干燥，經常通風保護空氣流通，對較高溫度的機器進行及時的降溫處理。第四，在安裝過程中或以后的工作中不能為了工作的方便而隨意更改高壓變頻的輸入端和輸出端，避免出現短路的情況，并引發一系列嚴重的后果。第五，對各個繞組接線柱和三相輸入端進行標記，這也便于相關人員的檢查工作。第六，安裝好的設備需要接到熱電廠主接地網線上。第七，絕緣電線的距離應該符合國家安全距離要求。
6 總結
研究通過分析高壓變頻節能技術和發展現狀，提出了相應的解決措施，促使熱電廠鍋爐風機高壓變頻技術得到發展，并實現國家提倡的“可持續發展”。雖然我國在這方面起步晚，發展時間較短，在技術上的時間還存在或多或少的問題，但是經過不斷的學習和創新，我相信隨著時間的推移，在不久的將來，我們一定能克服這些困難，并創造出巨大的社會和經濟價值，使得我國的高壓變頻技術得到質的飛躍。
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作者簡介：
欒長偉（1979.5.10）男，漢族，江蘇揚州人，任職于江蘇華電揚州發電有限公司，職稱：技師，學歷：大專，研究方向：火電廠集控運行。
變頻節能技術煤礦機電論文范文第6篇
摘要：在煤礦企業的生產過程中，生產安全和生產效率十分重要。如今國家對傳統工業的生產安全和經營安全要求更嚴格，可持續發展戰略也給煤礦企業帶來了挑戰。煤礦企業可以通過對煤礦機電技術管理的應用和升級，實現自身在國家政策下轉型升級，保障安全生產，保證生產質量，提高自身競爭力，搶占新時代的煤炭工業發展先機。
關鍵詞：煤礦企業;機電技術管理;安全生產
一、引言
隨著我國工業的不斷發展，我國對生產安全的重要性認識越來越深刻。煤礦作為我國重要的工業產業之一，國家對煤礦生產安全十分的重視，每一次煤礦生產事故不僅影響了生產過程，而且影響了生產人員的生命財產安全，造成企業和員工雙重的重大損失。煤礦的安全生產需要煤礦企業的重視，需要不斷成熟的先進技術的配合，需要充分利用現今越來越成熟的機電技術管理保障生產安全，確保生產流程的規范化，監督生產過程違章行為。如今可持續發展戰略等政策的推行，推動了煤礦產業的轉型升級，煤礦的機電技術管理也需要進行優化，進一步保障生產安全。
二、煤礦機電技術管理的發展現狀
2.1網絡技術的完善，信息化管理系統的建立。隨著互聯網技術的不斷完善和發展，移動通行的技術的不斷成熟，給我國煤礦機電技術管理帶來了電子化的變革。由于自動化技術與移動通信技術的結合，充分利用大數據時代的成熟技術，建立自動化的機電技術管理體系，充分利用煤礦機電技術管理在煤礦生產中的優越性，科學合理的調動企業資源進行生產，充分保障生產安全，推進煤礦企業在可持續發展戰略指導方針中轉型升級，更貼合時代發展的要求，提高企業的競爭力。
2.2智能化的應用。目前互聯網技術在煤礦機電管理體系中被不斷深入的利用，第五代移動通信給煤礦機電技術管理打開了新的價值空間。在煤礦機電設備的過程中，充分的應用了傳感器等元件，加強了對機電設備的控制，應用物聯網技術等將設備信息化連接在一起，加強了資源整合的效率。煤礦機電技術管理在大數據下也越來越智能化，可以實現煤礦機電管理效率的提升，從根本上確保了國內煤礦作業的有效進行。
三、煤礦機電技術管理的存在的主要問題
3.1對煤礦機電技術管理的重要性認識不足。對于煤礦企業機電技術的管理，需要提高對機電技術管理的認知，充分了解煤礦機電技術管理的重要性。對煤礦企業機電技術管理的高效控制，可以有效的加強對生產設備的管控，保障煤礦企業生產有序、安全的進行。對煤礦機電技術管理的重要性認識不足，容易造成設備管理的混亂，無法對設備的使用壽命等進行合理的計算，對設備損耗的把控不合格，容易產生安全事故或生產事故，影響企業的生產發展。要保障生產過程安全，保證生產順利進行，需要提高對煤礦機電技術管理的正確認識，消除安全隱患。
3.2對煤礦機電技術管理的制度不規范。在煤礦企業生產發展過程中，參與生產的設備種類繁多，對設備的進出廠時間有具體的要求，管理工作趨于復雜化。同時，國家對煤礦企業的生產和發展做出了更多的指導，對煤礦企業經營安全和生產安全做出了規定。在工作量加大的環境下，企業沒有建立規范的機電技術管理系統，無法對生產設備的各方面的進行整體的把控，生產現場容易出現管理混亂的問題。在機電設備管理制度不規范的情況下，也會造成生產責任的不明確，無法從流程上快速解決生產上的問題。不規范的制度對生產安全的防線建立也是比較脆弱的。效率低下的、不合理的傳統煤礦機電技術管理理念不符合時代發展的主題，影響生產效率的同時，也容易影響產生生產事故，造成生產人員的生命財產等受到威脅。
3.3對煤礦機電技術管理發展的人才不足。煤礦機電技術管理具有明顯的互聯網技術特征，那么就要面臨互聯網帶來的各項機遇和挑戰。而煤礦企業作為傳統的工業企業，對互聯網方面的涉獵較少，對互聯網技術方面的人才缺口比較大。對于煤礦機電技術管理的發展，推動企業可持續化發展的轉型升級，需要信息技術人才的協助。對于機電技術管理系統的升級、利用物聯網將設備資料和生產資料建立符合時代特征的煤礦機電技術管理體系，需要足夠的機電技術管理人才。一個信息化人才足夠的煤礦企業，可以在可持續發展戰略中搶占先機，加大對設備的風險管控，提高設備利用率，優化生產過程中的材料和物資進場，提高生產效率，保障安全生產，提高企業在綠色發展風口的競爭力，在轉型升級中搶占先機。
四、煤礦機電技術管理在煤礦安全生產中的應用
4.1加強企業內部培訓，宣傳煤礦機電技術管理的重要意義。對于煤礦企業機電技術管理體系，不僅僅是部分人對其重要性了解就足夠了，需要加強企業整體對煤礦機電技術管理的重要性認識。企業可以展開各項培訓，通過外部資源進行企業內部的機電技術管理重要性培訓，重點強調機電技術管理對安全生產的重要意義，通過具體的實例，論證機電技術管理對安全生產的重要意義。提高企業整體的認識，可以將機電設備管理流程傳遞至企業各級部門，加強對機電技術管理的應用，對生產現場的把控監督更為嚴格，智能化的機電技術管理可以實現現場安全管理的智能升級，降低事故產生的概率，減少事故處理的成本。
4.2建立建全煤礦機電技術管理制度。企業對于機電技術管理系統的創建，整合了整個公司的設備資源等，可以實現企業內部設備的再分配，合理調配各地項目、分公司等設備，提高設備利用效率。對于設備安全的把控，通過信息技術，使用傳感器與互聯網相連接，對每臺設備的損耗均有詳細的記載，可以充分保障生產的安全，減少生產事故的發生。完善煤礦機電技術管理制度，一方面是資源的整合利用，把握生產過程中來自設備的風險，減少事故發生的概率;另一方面建立對設備管理體系中各部門或每個人的職責做出了明確的劃定，生產流程更具體化，在進行追責時更迅速，對生產安全問題的處理也更迅速，減少處理生產問題的時間成本。
4.3招募或培養專業的機電技術管理人才。煤礦企業在大數據時代通過機電技術管理推動企業的轉型升級，離不開信息化人才的助力。聘請專業的機電技術管理人才，對企業機電技術管理更規范化，應對風險更迅速，對生產設備等的把控嚴格。企業內部足夠的機電技術管理人才也可以協助建立符合時代發展煤礦機電技術管理體系，運用先進的科技引導企業的轉型升級。人才所帶來的科技創新，可以讓企業迅速適應國家政策，適應市場挑戰，在煤礦轉型升級和發展中搶占先機。
4.4加大資金的投入。加大對煤礦機電技術管理的資金投入，可以有效的提高煤礦機電技術管理的效率，引進更為先進的生產設備應對國家政策和市場變化，也是有效提高生產效率、保證生產安全的有效途徑之一。對于資金的加大投入，要求企業把握成本與利潤，把握長期利潤和短期利潤之間的關系，資金投入一定程度上打破了煤礦機電技術管理原有的結構和布局，對生產安全的預防和監督也隨著設備升級，可以有效的控制生產安全問題的產生。
五、結束語
在如今可持續發展戰略的要求下，在國家“綠水青山就是金山銀山”的戰略發展下，煤礦企業生產過程中，安全生產和綠色生產是重中之重，需要企業在大數據的風口下進行轉型升級。通過煤礦機電技術管理的應用，可以有效的對生產過程中對安全有影響的因素的把控，協調生產過程，保障企業安全生產，搶占可持續發展戰略的高地，在企業轉型升級中搶占先機，提高企業的競爭力。通過機電技術管理，煤礦企業實現自身的發展，達到對安全生產的要求，也達到為社會提供更優質、更綠色的煤炭資源的生產質量要求。
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