煤礦機電設備變頻器的選擇論文
摘要：本文在變頻器調速節能原理的基礎上分析了變頻器選型的具體原則和變頻器在煤礦機電設備當中的實際應用。變頻器應用于煤礦機電設備中后，一方面完善了設備的性能，一方面提高了煤炭的產量，此外還達到了節能的效果。
關鍵詞：煤礦機電設備；變頻器；選型；應用
1煤礦機電設備的特點
我國的煤炭機電設備種類多，容量非常大，同時電壓指數高，很多均屬于重型設備，因此設備的功率也相對較大。設備對于可靠性和過載能力都具有非常高的要求。很多設備在長期運行的過程中均處于低負荷和低效率的運行模式，通常若與電纜的距離較大，則終端用電設備要經過多個等級的變供電所。此外，設備的工作環境較差。我國的很多礦井主要服務于煤礦開采工作，很多設備需要長期在潮濕的環境中運行，同時井下的有害氣體含量較高，空間不夠充足，井底的溫度較高，這也對設備自身的性能提出了更高的要求。設備運行中長時間在井下，所以不利于維修和養護工作的正常開展，如果設備出現故障，需要上井維修，維修所耗費的時間也相對較長。
2關于煤礦機電設備的變頻節能技術
2．1提升機中變頻節能技術的應用。
傳統的礦井提升機驅動電動機主要采用的是轉子電路中的串金屬電阻實現機械調速，因為在運行過程中無法保證其安全性，此外還會產生較大的電能損耗，因此該技術已經不再使用。當前，煤礦新建的地面主副立井提升系統、井下暗斜井提升系統普遍應用變頻拖動技術，一些系統也積極進行了技術上的改造，副井提升系統在煤礦生產的過程中需要承載多個設備和將井下人員送到井上的任務，作業時所面臨的工況具有較大的復雜性，所以載荷差異也比較明顯。使用變頻拖動技術能夠很好地符合實際工況的要求。借助頻率變化來調整提升系統的運行速度，同時也能在一定程度上改變驅動電機的驅動力。使用變頻拖動技術能夠很好地提高系統運行的效率和水平，減少能源消耗，同時電動機的轉速和靈敏度也在這一過程中得到了保證，提升機的性能也得到了有效的改進，確保系統運行的安全。將交流四象限變頻調速系統與變頻防爆提升系統放在一起使用，能夠充分利用輸入和輸出接口對提升機進行遠程操作控制，進而保證提升機運行的質量和水平，也促進了自動化設備控制這一重要目標。
2．2變頻節能技術在采煤機中的應用。
在采煤機運行過程中，變頻節能技術一般通過四象限交流變頻裝置完成對設備的控制工作。四象限運行交流變頻調速具有能量回饋的功能。我國所生產的點牽引采煤機可以在額定轉速的條件下實現恒定轉矩調速功能，同時還可同時操作兩臺變頻器，從而實現轉矩平衡的調節和控制功能。兩臺變頻器中一臺是主機，一臺是副機，其調節速度快，范圍廣，操作便捷，能夠有效增強采煤機的靈敏度，為智能化采煤操作奠定了堅實基礎。
2．3變頻節能技術在帶式輸送機中的應用。
變頻節能技術在帶式輸送機中的應用原理與其在提升機的應用原理基本一致。帶式輸送機能夠有效地實現煤炭的井上與井下運輸。帶式輸送機中變頻拖動技術的應用能夠很好地根據帶式輸送機的荷載水平來對輸送機電動機的驅動力和運轉速度進行科學調整。和傳統的帶式輸送機相比，其采取的核心技術為液力耦合器技術。而與傳統的技術相比，應用變頻拖動技術后，帶式輸送機運行的穩定性更強，調速功能更加優越，可有效減少輸送其中時所產生的張力，保證其運行的質量，使用壽命也得到了延伸。
2．4變頻節能技術在流體負荷設備中的應用。礦井通風機、空氣壓縮機和水泵設備均屬于流體負荷設備。在通風機中使用變頻設備能夠按照煤礦的生產需要，同時充分考慮采掘工作面的具體條件來對礦井通風系統的風量和運行參數進行科學調整。礦井排水泵使用該技術后也能夠對水泵的運行起到有效的控制作用，從而減少設備維修的資金投入。
3變頻器的選擇分析
變頻器的類型有很多，不同類型其運行的特點也有著非常顯著的不同。根據主電路工作的基本形式，其主要分為電壓型和電流型兩種。根據開關的`方式，其可分為三種主要形式，分別為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器。根據用途分類，其主要分為通用、高性能專用和高頻變頻器等。在新煤礦設備選型以及對當前煤礦設備開展技術改造時，要充分以電壓、功率、負荷類型、運行環境和控制方法等因素為重要基礎和前提。若考慮功率因素，在選擇變頻器的過程中要保證變頻器與電動機功率相同或相近時，其對變頻器的運轉更為有利。電動機與變頻器的功率相差較大時，要保證其對應的變頻器功率與電動機功率要保持在相似的水平，從而使二者更加匹配。若是需要經常啟動的電動機，在變頻器選擇上可以選擇功率較大的類型。在完成設備的測試后，若出現電動機功率剩余現象，則應選擇額定功率小于電動機功率的變頻器，此外還要按照瞬時峰值電流來設置電流保護整定數值，避免發生誤動現象。若電動機的功率與變頻器的功率存在明顯差異，則應采用調節程序進行適當地調節和控制，從而達到良好的節能效果。從變頻器負載類型的角度來看，根據負載的實際特點來選擇合適的變頻器。不同變頻器其負載轉矩和轉速都存在著較大的差異，所以按照機械設備的工況和特點對其進行科學分類主要有三種形式，一種是恒轉矩負載，一種是恒功率負載，一種是降轉矩負載。恒功率負載通常要選擇U/F的控制模式來實現。高壓變頻器與異步電動機組成了變頻器控制系統，這一系統主要有兩種形式，一種是開環控制，一種是閉環控制。前者主要是借助無速度傳感矢量和普通功能的U/F來控制變頻器。這種控制系統結構相對簡單，但是其適應性和精度方面還存在著一定的不足，所以一般不用于高精度的工程中。后者主要是借助速度傳感器矢量來完成控制工作，在異步電動機上安裝上速度傳感器，同時將其輸入到變頻器當中，進而構成閉環系統，其調速范圍更廣，轉矩控制效果好，因此應用更廣泛。
4結語
煤礦機電設備運行的過程中，變頻器是非常重要的一個設備，其選型的合理性會對煤礦工程建設產生非常顯著的影響，因此在選型過程中要充分考慮多個因素的影響，此外還要重視節能技術的應用，只有這樣，才能更好地保證煤礦機電設備的正常運轉
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