变频节能技术煤矿机电论文范文第1篇
摘要：随着煤矿生产行业对机械用电节能要求的不断增大，变频技术在煤矿机电设备中的应用也越来越广泛。文章首先简要介绍了变频技术的原理、发展及其在煤矿生产中的重要性，然后详细阐述了变频技术在不同煤矿设备中的应用，为变频技术在煤矿行业的进一步发展提供了理论基础。
关键词：变频技术；煤矿机电设备；智能控制模块；提升机；皮带机；通风机；采煤机
近年来，随着自动化控制、电子技术、信息技术以及计算机技术的不断进步，煤矿机电设备技术化水平越来越高。煤矿企业由于主要依靠机械化生产作业，因此能耗成本已经成为煤矿企业生产的主要成本，而这大量的能耗中，大部分是由于通风控制、提升运输、排水等机电设备所消耗的。因此，在煤矿企业生产过程中，借助于交流电机变频调速技术实现机电设备能耗的降低，已经成为煤矿企业减小生产成本、提高企业经济效益的重要手段。
1 煤矿机电设备中变频技术概述
1.1 变频技术原理
在煤矿机电设备的动力设计过程中，机器设备在正常使用过程中并没有必要在满载负荷的情况下进行长时间工作，为使设备既能满足工作动力要求又不造成能源浪费，很有必要在设备使用过程中融入变频技术，避免设备产生多余的力矩。变频技术包括了点击传动技术、电力电子技术以及计算机技术，是一门结合强弱电与机械设备的综合技术。变频技术的基本原理就是通过半导体元件将工频电流信号转换为其他频率，再将转换的工频交流电进一步转换为直流电，依靠逆变器对电压和电流进行控制调节，使机电设备能够达到无级调速。更进一步地讲，煤矿机电设备中的变频技术就是利用电机转速与电流频率之间的同比增长关系，通过改变电流频率来控制电机转速，实现对机电设备的有效合理控制。通过变频技术能够实现对电机的平稳、自动加减速控制，提高电机的工作效率并减小能源消耗。变频器的电路通常分为四个部分，包括整流、直流、逆变和控制部分，各个部分相辅相成，共同控制着电机的工作，共同实现对设备转速的自动、节能、高效控制。
1.2 变频技术在煤矿生产中的重要性
随着全国各地煤矿资源的不断开采，可利用的煤矿资源越来越少，各个煤矿开采企业之间的竞争也越来越激烈，煤炭企业作为用电大户，能否有效提高机械设备的节能效率、减少污染排放在很大程度上决定着企业的综合竞争力。在煤矿机械电设备中融入变频技术是节能减排、提高企业竞争力、保护环境、保证企业长期稳定发展的一个重要举措。在当前煤矿开采作业中，机械设备的用电量占用电总量的70%以上，因此变频技术具有很大的节能潜力，是煤矿开采企业节能减排的关键，在煤矿生产中具有十分重要的意义。变频技术在得到重视后也凭借其良好的可控性和节能性迅速地进入到煤矿生产市场中，但是在进行变频器的选择时需要考虑多方面因素，综合考察其实用性、可控性、安全性、可靠性及简易性，选取合理高效的变频设备。
1.3 变频技术的发展
随着科技的不断进步和电子信息技术的飞速发展，变频技术不管是在理论还是实际应用方面都获得了长足的进展，并取得了十分可观的成绩。其智能控制模块的发明、控制方式的改进、可实现功能的拓展以及综合化水平的提高都有效地促进了变频技术在各个领域的发展。随着变频技术在节能领域的优异效果，越来越多的生产行业开始尝试使用变频技术来控制生产机械设备的运转，变频技术的应用也越来越广泛。依靠自动化控制和网络技术，变频技术的集成化程度也越来越高，不仅能够在机械设备上实现基本的调速功能，还能通过计算机设备实现其通信、识别、编程功能。
2 变频技术在煤矿机电设备中的应用
在煤矿生产领域，变频技术的应用已经越来越广泛、越来越普遍，变频技术不仅能够减少能源消耗，保护环境，而且能够使得操作更加简单、灵活、智能，能够通过计算机技术实现设备的远程控制和智能控制。
2.1 变频技术在提升机中的应用
在煤矿开采作业当中，提升机的主要任务就是将矿山的矿料及工作人员安全地输送到指定位置，在煤矿生产中具有十分重要的作用。提升设备具有速度变化复杂、停启频繁等特点，传统的调速设备一般是将金属电阻接入到机械设备的电机电路内部，通过调节电阻大小来调节电机转速，这种传统调速方式难免会带来电阻消耗大、机械易发热的缺点，而且电阻器的调速范围也较小，精度相对不足，在提升装置的下降过程中还需要额外的动力制动电源，增大了电能浪费，对设备和煤矿作业的安全性也带来了威胁。
将变频技术引入到煤矿提升机设备中，能够从根本上解决传统变速装置所带来的弊端，不仅能够使提升装置实现平稳、安全的加速减速及启动停止，还能有效加强提升机设备的安全、使用等各方面性能，增强对电机电路的保护作用。变频技术能够借助计算机技术对提升机进行编程命令的编写，准确控制电机工作系统中各个电路元件之间的逻辑关系，并减少电路中继电器的使用数量，减少电路的建设和维修成本。变频技术的控制精度相对传统调速方法具有很大优势，扩展性能较好，可以通过修改电路编程命令来实现对提升机系统功能的改变。此外，提升机的加减速和启停都是通过电气控制的，提高了设备的安全性，也减少了机械的磨擦和损耗，延长了机器的实际使用寿命。
2.2 变频技术在皮带机中的应用
在煤矿生产作业中，皮带机相对提升机来说功率较大，其工作原理是通过电机转动牵动皮带运转，从而将皮带上的矿料沿皮带运输到目的地。皮带的运转需通过轮毂与皮带的摩擦力来实现，皮带机的启动电流必须足够大才能使得皮带运转。国内大部分煤矿的皮带机装置是通过液力耦合器来实现皮带机软启动的，启动时电机电流较大，不仅会造成电路电压急剧变化，还会加剧皮带的老化和断裂。另外，耦合器在工作过程中会产生热能，使得机器内部油温升高，加速机械磨耗、老化，并对机器设备的安全性带来不利影响。
将变频技术引入到皮带机中，能够有效地实现皮带机的软启动，增加机器在运行和启停过程中的稳定性。变频技术相对传统耦合器来说能量的利用率也得到了显著提升，在整个工作过程中能源利用率能够达到90%以上，有效减少了能源消耗。变频技术将耦合器替代后，也大大节约了设备的维护和修理费用，具有较好的经济效益。
2.3 变频技术在通风机中的应用
在煤矿开采作业中，通风机在所有设备中占有十分重要的地位，在井下作业过程中通风系统必须一直运转，运转时间较长，被形象地称为煤矿开采工程的呼吸系统。随着开采深度的不断增大，对风压的要求也越来越大，通风机所需要的功率也会随开挖深度不断变化。此外，通风机与皮带机一样，都存在启动电流较大的问题，对电网设备具有一定的冲击、磨擦和损耗。使用变频技术对风机转速进行控制能够有效减少电能消耗，同时还能够实现电机的软启动，延长风机的使用寿命。
2.4 变频技术在采煤机中的应用
采煤机与提升机一样，都具有启停频繁、变速复杂的特点，在引入变频器时就应该考虑进行四象限工作。采用四象限工作形式能够对采煤机进行较大范围的控制和调节，确保采煤机的牵引速度能够保持在一个较为稳定的水平，避免机器出现溜车、下滑等现象。此外，引入变频技术后采煤机的操作也相对简单，控制更加精确。
3 结语
将变频技术应用到煤矿机电设备具有较好的前景，已经在我国煤矿生产行业实现了小规模应用，还有很长的路要走。在煤矿开采过程中，作业机械工种较多，对调速、启停过程的要求也各不相同，要想变频技术能够广泛应用在煤矿开采过程中就必须不断更新变频技术的多功能化，实现变频技术在煤矿生产行业的广泛应用。
参考文献
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[2] 童小华，王高海.浅析矿山机电设备变频控制技术[J].科教纵横，2012，（5）：268-269.
作者简介：王端焕（1970-），男，山东济宁人，山东鲁泰煤业有限公司鹿洼煤矿工程师，研究方向：高科技在煤矿机电的应用。
（责任编辑：周 琼）
变频节能技术煤矿机电论文范文第2篇
【摘 要】近年来，随着我国煤矿整合形式的深入开展，以前的小煤矿悉数关闭，应允而生的大型矿井发展迅猛，大功率电机用以前普通开关已起动不起来，严重制约着煤矿的发展。然而，变频器的出现和应用，使煤矿发展彻底摆脱了这方面的困扰。
【关键词】煤矿；变频器；应用
0.引言
近年来，随着我国煤矿整合形式的深入开展，以前的小煤矿悉数关闭，应允而生的大型矿井发展迅猛，其大型矿井的机电设备赿来赿先进，功率也随之不断增大。大功率电机用以前普通开关已起动不起来，严重制约着煤矿的发展。然而，变频器的出现和应用，使煤矿发展彻底摆脱了这方面的困扰，因此，我就对我们煤矿在实际生产当中使用变频器与以前的普通开关进行对比，希望大家能从中发现变频器在使用的当中的优势，并加以推广和应用。
隆博矿前身为乡宁县阳塔煤矿，后经兼并重组后与乡宁乌金沟煤业有限公司合并为大同煤矿集团临汾宏大隆博煤业有限公司，隶属于大同煤矿集团有限责任公司，原生产能力为450kt/a，兼并重组后生产能力为900kt/a。现今处于技改阶段，技改设备改造当中地面、井下许多大型机电设备全部应用了变频器，从运行情况来看，效果显著，优势明显。具体情况我在下面将一一和大家探讨。
1.变频器在主扇上的应用
以前，隆博矿使用的主扇是2*110KW，电压660V，起动方式采用工频降压柜起动。此柜起动时起动电流波动大，转矩大，风机的振动与噪音也同样的大，且此柜无漏电、短相等保护功能，对风机的安全运行极为不利。起动速度快、应力大极易导致风机的风叶松动和变形，本矿的风叶就几次出现过根部断裂现象，险些造成事故。由于采用工频控制方式，每次井下需要调整风量时，我们都必须停止风机，将风机拆开对每个风机的风叶进行角度调整，来实现风量大小控制，而此种方法调整出的风量与计算出的风量偏差较大，但也没有办法。自从隆博矿将主扇升级改造为2*450KW，电压10KV，起动方式采用变频柜起动时，才发现了变频器的明显优势，此柜起动时频率从1-50Hz逐步递增，速度小、噪音低、风机起动非常平稳。这样的起动方式不仅有效的减小了风叶起动应力保护了风叶，而且站在风机上感觉不到明显振动的。最主要的是变频柜的过流、漏电、断相、短路等各种保护功能齐全，有利的确保风机的安全运转。风量的调节更是易如反掌，只要在主操作台的触摸屏上按住频率增加或减小按键，变频器就会自动调整风机转速，进而调整风量的大小，此种方式操作简单，再也不用拆开风机来调整风叶的角度了，不仅省时省力，而且调整值相当精确，节能效果明显。另外，此变频器还有一键正、反转功能，当井下出现异常情，需要反风时，只要在变频器的触摸屏上输入解锁密码，按下正、反转切换键。立刻就可实现风机反转运行，整个操作不超过10秒钟，比以前采用工频柜的停机、倒闸、再开机的反风操作程序，不知节省多少倍的时间。
2.变频器在主提升机上的应用
隆博矿原来使用的主提升机为JTP-1.6，132KW，采用是电阻调速功能的控制柜，此柜有体积大、能耗大、故障率高等缺点，且运行当中也不安全可靠。将升级改造后，现用提升机为JK-3.5，720KW，采用高压变频柜控制，此柜功能优势明显，把以前电阻调整控制柜上的问题全部迎刃而解了。具体表现在以下几个方面：（1）提高了提升系统的安全性：原采用转子串电阻的工作方式下，在提升过程中减速段和下放重物的低速段必须依靠直流制动或者机械抱闸提供制动力，然而直流制动系统产生的制动小，机机械抱闸力不足时无法及时制动绞车。采用全功率能量回馈变频调速后，变频器能够输出高达2.2倍额定转矩的制动力矩，其自身能够满足系统的制动要求，要机械抱闸失效或者机械制动力不足时，能够提供足够的制动力对绞车进行快速制动，另外，变频器均匀的加减速控制能够有效避免人为因素导致的绞车减速过晩、高速冲击曲轨和刚性管道的问题，从而大大提高系统的安全性。（2）提高了提升系统的稳定性和工作效率：变频调速采用匀加速控制方式，比切换电阻控制加速更平稳。由于能够始终以最大的安全加速度进行加减速，因此加减速时间更短，最大限度的降低绞车的工作效率。（3）节能降耗：采用变频调速系统后，电机转子被完全短接，避免了转子串联电阻产生的大量的功率消耗，节能效果明显，据相关测试平均节能率高达25%以上。
3.变频器在皮带机上的应用
姓博矿井下1.2米皮带原来使用是QJZ-400的真空起动器，有一次在运行当中突然停电，皮带上压煤较多，恢复供电后司机开启皮带瞬间，皮带从中间变坡点处拉断，造成上皮带连煤带带飞速滑到机尾，险些伤着人员，直接影响全矿停产10个小时。事后经我们分析查找原因，认为主要还是电机重载起动转矩大，速度过快导致的。事后听说太原惠特出的防爆软启动开关，采用变频起动模式，具有起动转矩大，速度慢等优点，我们就抱着试一试心态联系购买了两台，然后安装到井下这部皮帶上，真是不用一知道，一用舍不了。此开关用上以后起动缓慢平稳，重载运行能力很强。不仅解决了我们怕重载起动引起断带的问题，而且发现由于起动慢，我们原来连轴器上隔三差五就损坏的梅花垫，竟然能够用上一个多月。皮带的接头撕开的频率也直线下降。真是太实用了！
综上所述，变频器不仅有着体积小、占地少，起动电机平稳、冲击小，延长设备使用寿命的优点，而且其性能优越，运行可靠，节能高效。在我们这个资源逐渐贫乏，提倡节能降耗的国家。尤其是在整合煤矿技改工程当中设备升级换代频繁，高能耗，低收益的现状之下，更应该得到广泛的推广和应用。 [科]
【参考文献】
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变频节能技术煤矿机电论文范文第3篇
1.变频节能技术在煤矿通风机中应用基础分析
据有关调查显示,我国大多数针对煤矿通风机而进行的变频节能技术改造中,主要是按照变频节能的技术原理以及煤矿通风机中存在的问题入手,结合其应用情况而发挥两者结合的最大效果。下面针对具体的变频节能技术原理以及煤矿通风机的应用问题进行详细的论述,为后期进行技术应用实践而奠定基础。
(1)技术应用原理
针对变频节能技术的应用原理进行分析,主要是从煤矿通风机中的电动机部件入手,结合其运行特点而展开详细分析。在煤矿通风机当中,其一般是采用交流异步电机来进行风机的运转,但是由于交流异步电机具有尺寸小、成本低、周期长以及稳定性的特点,就导致其在风速调节上存在一定的缺陷。变频节能技术是在交流异步电机中加入了交流变频调速功能,达到调整电动机转速调整的效果。然而,在优化电动机的转速调整功能之后,同时会影响到电动机转动的稳定性,进而影响到电动机运转的性能上。由此,还需要在电动机改良过程中加入恒功率技术以及恒磁通技术,从多个角度来实现对送风量的控制以及运行功率的保障。与此同时,变频节能技术的应用使得电动机还会长期处于低负荷的运转状态,进而造成大量的电能被消耗掉,造成不必要的电能浪费。这就需要在具体应用变频机能技术时结合煤矿通风机的电力消耗情况而进行改善,达到节约电能利用的效果、减低能耗。
变频技术主要就是根据流体力学比例定律而进行研制的。其中,当通风机的转动速度发生变化时,其转速和风量存在一定的正比关系。而当风量的总需求小于电机功率所产生的总风量时,我们就可通过减小风机转动的速度来实现对电机功率的有效调节,这样就能实现对通风机设备转动速度的有效调节,以此来达到节能降耗的目的。
(2)技术应用现状
调查显示,在目前的煤矿通风机应用中大致是存在节能问题、通风系统建设问题、通风管理问题以及安全监察问题等现状,制约着煤矿通风机的性能发挥。具体而言,在煤矿通风机应用的节能问题上,主要是由于煤矿通风机的运转,使得其需要大量的电能,并且在较长的时间内保持大量的电能消耗情况,导致煤矿通风机的送风量有限,进而也就无法满足煤矿的通风需求。
同时,由于煤矿通风机具有启动难、完善程度低的特点,就导致其设备容易出现损坏等各种故障,有时甚至可能出现设备绝缘体破坏造成电流问题,极大地影响了煤矿通风机的使用寿命。而针对其通风系统不完善的情况,则是由于人为原因和开采环境的限制等导致了煤矿通风机在设计时就埋下了一定的安全隐患,并且随着其运行时间增加,在应对一些复杂的巷道环境、岩石硬度以及建设工艺等容易导致撞击、翻车等安全事故的发生,危害人员安全。
此后,针对通风系统的管理问题和安全监察管理问题则是由于缺乏安全管理制度的制定和规范,导致在进行通风系统管理时,缺乏统一的标准规范,进而容易导致煤矿通风机风门出现质量问题,影响其性能的发挥。而且,由于对安全监察工作重视程度有限,就导致在缺乏安全监察制度的情况下,使得其调控管理上存在缺陷,影响了通风安全性的管控。
2.变频节能技术在煤矿通风机中的应用实践分析
上面已经对变频节能技术在煤矿通风机的应用实况进行了大致的分析,可以发现:在推进变频节能技术应用时,需要从多个角度实现对煤矿通风机的问题解决,并结合变频节能技术的应用原理来优化其结合形式,最终推动煤矿通风机性能的优化。主要的变频节能技术在煤矿通风机中的应用实践有以下几个方面:
(1)变频器的改良
在煤矿通风机中应用变频节能技术,主要是从煤矿通风机的变频器的安装出发,结合一定的变频调速功能发挥情况,实现对煤矿通风机的送风量、风速、运行效率以及稳定性的掌握,全面提高煤矿通风机的节能效果。
具体地,在变频器的选择上,主要是通过分析交—交变频器、交—直—交变频器等两种变频器种类,来研究其调速的效果。在交—交变频器即直接式变频器上,其工作原理是通过将工频电流来转化为可调电流,来实现对电流的调整,进而减少电能消耗的效果。而交—直—交变频器即间接式变频器则是通过一种二重变换的方法,以直流为中介,实现工频电流与可调电流的顺利转换。这种通过直流介入转换过程的变频方法,可以有效地提高电能的运转效果,进而实现煤矿通风机的调速功能。
(2)PLC变频调速处理系统的优化
除了对变频器的改良之外,针对PLC变频调速处理系统的优化上则是通过研究PLC系统的构成以及其变频调速处理系统的功能等两个角度来实现对煤矿通风机的变频节能效果发挥。
具体地,针对PLC系统构成分析,主要是通过对中央处理器、输入单元、输出单元、电源以及存储器等设备部件而进行优化。其中,对中央处理器的分析,主要是提高PLC系统数据储存和分析能力,同时优化其对于设备故障的检修和维护能力的发挥,保障各种情况下能维持PLC变频调速处理系统的正常运行。现阶段,在煤矿通风机的PLC系统中,主要是选用一些成本低、安全性高、尺寸小以及处理运行稳定的设备,来保障PLC变频调速处理系统有良好的基础元件设施。
此外,针对PLC变频调速处理系统的优化,则是通过对其内部的控制主程序、子程序等各种运行程序的完善来加强对变频节能效果以及调速的实现。一般而言,PLC变频调速处理系统中的主程序是需要在子程序自检完成之后,针对煤矿巷道内部的瓦斯含量等数据分析的前提下,而准确设置煤矿通风机变频通风的功率,进而实现PLC控制系统的开关控制。目前在PLC变频调速处理系统对煤矿巷道内部的瓦斯含量进行测定时,是采取在煤矿通风机电动机位置附近一定范围内的浓度测量的方法。但是,考虑到煤矿内部掘进面的持续深入,会导致空气中瓦斯含量的大量增加,进而使得在PLC变频调速处理系统运转下,改变煤矿通风机的功率和送风效果,保持煤矿巷道具有较好的通风环境,提高其安全性。
(3)液力耦合器调速的完善
针对煤矿通风机内部的耦合器调速功能的完善,则是通过应用新型的液力耦合器来达到调整煤矿通风机运行速度的应用方式。在目前的煤矿通风机内部电动机耦合器完善中,主要是通过优化耦合器的泵轮以及涡轮转速调节设备来达到调整整个煤矿通风机转速的目的。这种液力耦合器在应用时需要借助液体的帮助在传导扭矩的作用下,控制煤矿通风机的转动速度,并且同时提高煤矿通风机的电动机运行稳定性和功率输出的平稳性,这也就使得其有着广泛的实用价值。但是,结合变频节能技术的不断发展,液力耦合器对煤矿通风机调速的控制,也逐渐显示出其由于体积大和调速效果不够突出的缺陷,影响了应用情况。
3.总结
综上所述,通过对变频节能技术在煤矿通风机中的应用分析,不仅实现了在对变频节能技术的应用原理以及煤矿通风机存在的问题分析上的应用基础研究;我们应首先认识与了解通风机变频技术节能原理和变频技术在通风机运行中的重要作用,进而将变频节能技术高效的应用在煤矿的通风机中,这样就能提高整个煤矿生产的安全性,而且可以在考虑到煤矿通风机的应用环境和调速效果等因素前提下,在展开变频节能应用时,推进变频调速和通风机的风量效果改善,最终不断优化煤矿的通风效果。
摘要：本文主要分析了变频节能技术在煤矿通风机中的应用方式,重点介绍了其应用原理以及应用实践等内容。其可以解决煤矿通风机中存在的功率和效率问题,提高矿机通风效果。通过对变频节能技术在煤矿通风机中的应用分析,在提高煤矿开采效益的同时,减少煤矿通风机的资源消耗、达到节约资源保护环境的目的。
关键词：变频节能技术,煤矿,通风机
参考文献
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变频节能技术煤矿机电论文范文第4篇
[摘 要]在矿山开采过程中，由于矿山机电设备所消耗的能源较大，产出和消耗不成比例，因此受到人们的广泛关注。近年来，我国在变频控制技术方面的资金与精力投入不断加大，且把此种控制技术推广到机电生产与矿山领域，合理化应用变频控制技术，能实现对机电设备功耗的合理化控制，有利于延长机电设备的实际使用寿命，也推动了我国矿山产业的进一步发展。对此，本文就矿山机电设备变频控制技术展开了相关的分析与研究。
[关键词]矿山;机电设备;变频控制技术
矿山产业为整个社会和工业发展提供了一定的能源，是我国的重点发展产业，且我国矿山企业拥有相对先进的设备与技术。如今，人们对能源的需求量逐步增加，且矿产资源的产量也受到了国家的重视，对此，将相关的科学技术应用到矿山机电设备中具有重要意义。其中以变频控制技术为典型的科技元素逐步被注入到矿山机电设备系统中。目前，矿山数量在不断增加，变频控制技术在整个矿山机电设备中的应用，大大提高了机电设备的运行效率。
1 变频控制技术的基本原理与发展现状分析
通常情况下，矿山机电设备无需长时间且满负荷的运行，为了满足矿山开发与资源保护的基本要求，可将变频控制技术应用到矿山开发之中，以防止机电设备产生过剩的力矩。变频调速技术主要包括计算机技术、电力电子技术与电机驱动技术。在变频调速技术应用的过程中，主要是将机械设备与强弱电技术进行有机的结合，以形成一种强大而创新型的技术体系。
1.1 变频控制技术的基本原理
1.1.1 电压转换与调速
（1）变频控制技术在矿山机电设备中的应用。为实现电子技术、危机管理技术和电子传输技术的有机结合，机电设备主要利用电能实现混合处理的综合技术。其主要目的是利用功率半导体器件的实际开关效应，使工频电源及时转换为另一种变频调速装置。
（2）变频技术在煤矿机电设备中的应用，.主要是将变频技术转化为一般的电流和电压，通过改变其频率来实现互用。在这一过程中，交流电压成为实现无级调速的重要驱动电源，电压的基本要求也达到了无损调速的目的。
1.1.2 提高整体性能
结合变频控制技术的基本运行原理，通过调速的方式来应对矿山机电设备的基本负荷变化，以达到自动加减速的效果，有利于提高矿山的基本运行效率。变频控制技术的应用就是矢量控制与转矩直接控制的有机结合，而共同研发的智能化自动控制系统，主要是借助数字信号处理技术与单片机通过集成电路来科学的进行调速，从而达到参数识别与合理化编程，以达到智能化管理效果，更好的应用到矿山机电设备之中。
1.1.3 变频控制技术发展现状分析
目前，变频控制技术仍旧处于积极发展的状态，最关键的是核心功率器件进一步的发展。变频控制技术具有很好的智能化优势，旨在达到直接控制的目的，从而体现变频调速的高效性。近年来，随着科学技术的逐步发展，电子信息技术、自动控制技术、计算机技术和大功率输出技术的应用，使变频控制技术在煤礦机电设备中的应用有了很大的突破。目前，各个行业都在积极地推进环保工作，通过相关的分析可得知，电气设备、采矿、机械与矿山的能耗量比较大，会对周边环境造成严重的负担，从而影响到人们的实际生活，这主要是由于压气、通风等设备会耗费大量的电能。为优化与完善变频控制技术，使其能够更大程度处理好节能问题，从而获得理想的效果。近些年来，通过对神经网络的研发与设计，促使变频控制技术更好地应用到智能控制系统之中，使得变频技术在机电设备中的应用范围逐步拓宽。借助变频控制技术能提高开发效率，有利于推动矿山运行系统的进一步发展。把变频控制技术应用在矿山机电设备中，能有效提高内部编程效率，能精准识别各项参数性，便于煤矿机电设备安全而稳定的运行。
2 矿山机电设备变频控制技术的应用
2.1 变频控制技术在提升机中的应用
在矿山运行系统中，提升机具有高度的存在价值，其主要负责人员与物料的安全运输，在整个矿山生产体系中发挥着十分重要的作用。通常情况下，先通过电动机转子电路与金属电阻器进行有效地连接，利用接触器关闭电阻或鼓型控制器来调节速度，由于电频范围不造成的电阻消耗过大、散热性较差，且精度比较低等问题，在提升机下坡或减速段所设置的直流电源与低频电源，容易造成严重的资源浪费。将变频控制技术应用到提升机驱动系统内，主要是能够从根本上排除一系列的缺点，以达到无极加速与减速的目的，以提高系统的保护性能，其主要优势表现如下：
（1）相关的编程工作可通过程序员的具体指令来完成，为控制与处理好继电器的逻辑关系，电路图和梯形图之间的有效转换更容易控制。
（2）由于外部线路继电器的实际数量大大减少，其所占据的空间也在逐步下降，使得维护成本与故障发生概率大大降低。
（3）借助触摸屏与编程器能够很好的检测出系统存在的故障，能及时检测出机械故障与电气故障。
（4）扩展性能与控制精度大大提高。为更好的修改内部程序，其在不改变硬件连接的基础上，实现系统功能参数的不断变化，以达到柔性控制的目的。
（5）当提升机处于一种负力状态之下，电动机所产生的再生能量会回馈给电网，能有效节约电能，且由于自动力矩的逐步增加，促使轿车安全性能逐步提高。
（6）变频控制技术的应用，有利于促进提升机速度的控制与制动，可大大降低系统设备的磨损率，能有效延长机械设备的使用寿命。
2.2 变频控制技术带式输送机上的应用
带式输送机的功率大于提升机的基本功率。它主要是通过绕线电机的转子绕线来达到工频运行的基本目的，并通过液力偶合器输送到带式输送机部分。带式输送机的基本工作原理主要是利用轮毂的有效转动、摩擦驱动和张力变形使皮带在滚筒上运动。传统的矿石输送带由于大电流起动，运行质量和传动效率容易受到热机械冲击和电机电压波动的影响。由于启动时间较短，皮带断裂老化，对皮带韧性要求较高。此外，液力偶合器使机械零件的磨削程度逐渐提高，容易出现内部温升、运转不良等各种问题，也极易造成更严重的环境污染。如果要解决液力偶合器的启动问题，可以将变频技术引入带式输送机，实现带式输送机的软停软启动，使带式输送机运行更加平稳。通过调节输出转矩和频率，改变和优化电机的工频恒速运行方式，不仅可以降低能耗，而且可以大大提高带式输送机的运行功率。
2.3 变频控制技术在井下绞车电控制系统中的应用
将变频调速技术应用到电控系统与保护系统内，不过要注意各项细节，要求输入电源是660V，频率为50Hz，而输出功率则要调整到0～50W，而电压变动则要控制在-15%～10%，频率调控到-2.5%～2.5%，需要强化过载能力，在负载变化方面，最低为-120%，最高荷载为120%的额定负载，从而满足四象限运转的条件。此外，還支持自动转矩的提升，在低频运转条件下，能够保证额定转矩，可对元件过热问题展开规范化的处理。当控制箱选择快开门方式时，电气控制应选择双PLC数字控制系统。硬件电路应强化对绞车的规范化控制，以达到数字化监控的目的。此外，当PLC遭遇故障时，需要进行稳步地提升。在整个控制系统之中，需要对相关的操作进行合理化的配置，还要及时配备一定的保护设备。另外，应支持一定的保护试验。若信号未发出，不可启动车辆，且信号发出时间≥30d。基于此，才能实现圣光信号与控制回路正常闭锁，且电流温度等相关指标也变得更加直观。
2.4 变频控制技术在通风机中的应用
通风机是矿井中的核心设备，其在整个矿物生产过程中发挥着十分重要的作用。通风机是十分重要的通风设备，其运行时间比较长久，因被称为呼叫系统。在新时期，伴随着采矿与挖掘工作的逐步推进，风压逐步加大，所需功率也大大增加。因此，在矿井下作业时，必须要保证通风机的实际运行功率，才可保证矿井作业的高效性。使用变频控制技术对矿山通风机进行调速，会借助巷道风量需求的有效预测来实现调速，可大大减少能耗量，其具体实施效果也比较理想。借助变频技术来完善通风机后，能够实现变频的软启动，电流冲击也逐步减弱，大大缓解了对整个电网运行设备所产生的影响，还能随时停止与启动。一般来讲，通风机运行速度相对较低，使得通风机的实际工作强度大大降低，可有效延长通风机的实际使用年限，减少维护次数。此外，为确保电动机转速的一致性，在正常运作条件下，确保两台电动机的运行频率尽可能保持一致，防止形成一定的风阻而导致风扇运行受到影响。
3 结语
综上所述，变频控制技术具有安全、高效而便捷的优势，其被广泛的应用到各领域内。在煤矿开采过程中，会耗费大量能量，且电耗是很大的。但在能耗系统中，能源浪费问题还是相当突出的。将变频控制技术应用到煤矿机电设备之中，占用空间小、方便拆卸、操作简单、速度可调节等是其重要优势，尤其是能达到一定的节能效果，能大大减少煤矿生产的能耗率。相信不久的将来，我国科学技术可以得到进一步地发展，可不断深化与提升变频控制技术，从而获得机电设备应有的成效。
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变频节能技术煤矿机电论文范文第5篇
摘 要：目前在热电厂锅炉主要采用二次风机、一次风机和引风机，因此，需要提前设计好风量和风压。然而由于技术的限制，负荷会产生较大的波动，从而浪费了大量能量。想要提高运行效率，就必须对其进行改造。对此，本文针对高压变频节能技术的改造进行如下研究。
关键词：锅炉风机；高压变频节能技术；节能改造
引言
随着社会的发展和科技的进步，我国在各行各业都取得了卓越的进步。然而在经济快速发展的同时，我们不能忽视对环境的保护。国家和政府大力提倡节能环保措施，鼓励实施节能项目。而热电厂锅炉在使用中大多采用挡板式调节，在调节的过程中消耗大量的电能、热能等，并对环境造成一定的破坏。因此，创痛的发展不符合现代社会的需求，而通过高压变频技术可以有效地提高设备的运行效率，精确地调节风机的风量，从而减少能量的损耗，实现“可持续发展”。
1 高压变频技术的现状
由于我国高压变频技术起步较晚，发展时间较短，因而与国外相比还是有很大的差距。而国外的西门子等品牌产品价格昂贵，因此，在锅炉设计中大多采用高压真空断路器直接进行启动，从而在电机启动的时候产生大量的冲击，在调节挡板时就会浪费大量的能量。
2 高压变频技术的理论依据
锅炉风机变频控制原理如下式（1）所示，
上式（1）中， n表示风机转速， s表示电机转差率， f是电机的运行频率，p 表示电机是极对数。由于风机的 s、p 均为定值，因此锅炉风机的转速可以通过f进行调节，实现对锅炉风机的变频控制。
高压变频大多采用级联式多电平拓扑式结构。级联式多电平拓扑式结构是：为整个电路输入三相高压交流电，然后通过隔离变压器降压，并通过三角形移相方式，提高电流的输入效率，将其都输入到功率单位模块中。被输入到功率单元中的低电压叠加累积之后再输出，形成高压。干式结构成 Y 型接线与高压电源相连，而变压器输出的电压情况由副边绕组数量决定，且采用沿边三角形绕组方式。干式结构也是隔离移相变压器普遍采用的结构。
风机主要采用风机挡板的开度大小来调节风量，在变频运行的工作情况下，风机风量的改变会导致高压电机输出功率的改变。尤其是当风量下降到 50%时，功率下降 88%。由此看来，采用高压变频技术可以节约大量的能源。
3 采用高压变频技术带来的好处
采用高压变频技术可以调节系统模式，根据需要及时调节风量的大小，其精确程度可以到达毫米级。因为风量可以稳定的输出，从而减少了风机的冲击，从而提高了工作效率，并有利于维修人员和施工人员的操作。第二，调节模式由原本的挡板式变为变速调节模式，减少了电机与轴承之间的摩擦，降低了设备的损耗，这在一定程度上也减少了设备维修费用。第三，使用高压变频技术可以提高电机的工作效率。同样的工作环境下，电机功率因素可以达到 95%以上。第四，高压输电可以降低电流的损耗，减小输电线上的温度，利于设备的长时间运作。风机自动切换工作频率，保证了工作的连续性，减少了工作时间，并提高了安全系数。第五，通过高压变频技术在降低机器运转的同时可以有效地降低噪音，不会对周边居民的生活产生干扰。
因此，综上所述，高压变频技术的使用对系统的自动调节具有重要的作用，其较高的性价比和突出的优势会促使其更加广泛的应用于工业发展中。
4 采用高压变频技术需要注意的事项
高压变频器的运行受到多方面因素的影响，例如：电磁波的干扰、各元件的使用时间、机器质量、温度和湿度等。如果不注意保护就会出现各种不良的反应，轻者导致设备损坏或停运，严重者会导致出现火灾，在经济上受到损害，并造成工作上的不便。这些严重影响到一个企业的信誉问题，因此，我们对高压变频技术进行改造，在其发生故障时需要准确找出故障处，需要及时切断电源，对其做好保护工作，从而使高压变频器不会停止工作，并保证其安全性。
高压电动机主要故障是由于短路产生较大的电流，从而造成绝缘体的烧毁，并对其他元器件的使用造成干扰。因此，在使用之前做好检查工作，限制最大电流级别和速断保护跳闸。在电动机启动时，电压处于一个不稳定的状态，因此，我们还需通过热极限曲线对电流进行保护作用。在机器高速运转，负荷增加的时候，会对电动机产生一定的影响，此时我们需要采用反时限保护。根据电动机能够承载的最大负荷，对其进行过负荷保护，当出现负荷超载时，就要发出警告。在电动机运转的过程中会释放出大量的热能，如果机器温度过高就会导致设备受到损害，从而不利于以后工作的继续，因此，我们需要设置过热保护。当机器达到一定温度时就组织起继续工作，当一段时间之后，温度下降到正常范围内才能继续工作。另外，针对不同级别的电压，也要相应的设置不同级别的保护措施。以上这些注意事项是设备在运转过程中经常出现的情况及必须掌握的几种保护事项。
5 需要改进的方案设计
5.1 对锅炉风机的高压变频调节技术改进
风机高压电机配电系统由一次系统和二次控制系统两部分组成。一次系统接到高压变频旁路柜的进线侧，再通过分合闸接到高压电机上，从而实现高压变频系统的自动切换。高压变频二次控制系统是用来提升变频系统的自动控制程度，实现远程控制。
高压变频的设备需要通过吊车进行搬运，因其体积和重量较大，因此，在选择吊车时应该慎重考虑。在将设备移入配电室时，可以采用滚轮式搬运方法。这种方法是在地板上放置滚轮，然后将设备放在滚轮上，随着轮子的转动而向前移动。因此在轮子的挑选上应该选择那些能够承载设备重量且长度够长的滚轮。
5.2 技术改进的注意事项
在技术高进的方面也是有很多需要注意的地方。以下是本人总结出的几点要求。
第一，高压变频器应该合理的安置，整齐的排放，各变压器在排列好之后用螺钉连接成一个整体。第二，所有高压变频器的底座需要固定好，这也是检查人员最需要注意和容易忽视的地方之一。底座若不能固定好，则很有可能在使用的过程中由于振动而脱离原来位置，并给工作带来不必要的麻烦。第三，高压变压器在安装、使用及维修的过程中应该时刻保持工作地点的整洁和干燥，经常通风保护空气流通，对较高温度的机器进行及时的降温处理。第四，在安装过程中或以后的工作中不能为了工作的方便而随意更改高压变频的输入端和输出端，避免出现短路的情况，并引发一系列严重的后果。第五，对各个绕组接线柱和三相输入端进行标记，这也便于相关人员的检查工作。第六，安装好的设备需要接到热电厂主接地网线上。第七，绝缘电线的距离应该符合国家安全距离要求。
6 总结
研究通过分析高压变频节能技术和发展现状，提出了相应的解决措施，促使热电厂锅炉风机高压变频技术得到发展，并实现国家提倡的“可持续发展”。虽然我国在这方面起步晚，发展时间较短，在技术上的时间还存在或多或少的问题，但是经过不断的学习和创新，我相信随着时间的推移，在不久的将来，我们一定能克服这些困难，并创造出巨大的社会和经济价值，使得我国的高压变频技术得到质的飞跃。
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作者简介：
栾长伟（1979.5.10）男，汉族，江苏扬州人，任职于江苏华电扬州发电有限公司，职称：技师，学历：大专，研究方向：火电厂集控运行。
变频节能技术煤矿机电论文范文第6篇
摘要：在煤矿企业的生产过程中，生产安全和生产效率十分重要。如今国家对传统工业的生产安全和经营安全要求更严格，可持续发展战略也给煤矿企业带来了挑战。煤矿企业可以通过对煤矿机电技术管理的应用和升级，实现自身在国家政策下转型升级，保障安全生产，保证生产质量，提高自身竞争力，抢占新时代的煤炭工业发展先机。
关键词：煤矿企业;机电技术管理;安全生产
一、引言
随着我国工业的不断发展，我国对生产安全的重要性认识越来越深刻。煤矿作为我国重要的工业产业之一，国家对煤矿生产安全十分的重视，每一次煤矿生产事故不仅影响了生产过程，而且影响了生产人员的生命财产安全，造成企业和员工双重的重大损失。煤矿的安全生产需要煤矿企业的重视，需要不断成熟的先进技术的配合，需要充分利用现今越来越成熟的机电技术管理保障生产安全，确保生产流程的规范化，监督生产过程违章行为。如今可持续发展战略等政策的推行，推动了煤矿产业的转型升级，煤矿的机电技术管理也需要进行优化，进一步保障生产安全。
二、煤矿机电技术管理的发展现状
2.1网络技术的完善，信息化管理系统的建立。随着互联网技术的不断完善和发展，移动通行的技术的不断成熟，给我国煤矿机电技术管理带来了电子化的变革。由于自动化技术与移动通信技术的结合，充分利用大数据时代的成熟技术，建立自动化的机电技术管理体系，充分利用煤矿机电技术管理在煤矿生产中的优越性，科学合理的调动企业资源进行生产，充分保障生产安全，推进煤矿企业在可持续发展战略指导方针中转型升级，更贴合时代发展的要求，提高企业的竞争力。
2.2智能化的应用。目前互联网技术在煤矿机电管理体系中被不断深入的利用，第五代移动通信给煤矿机电技术管理打开了新的价值空间。在煤矿机电设备的过程中，充分的应用了传感器等元件，加强了对机电设备的控制，应用物联网技术等将设备信息化连接在一起，加强了资源整合的效率。煤矿机电技术管理在大数据下也越来越智能化，可以实现煤矿机电管理效率的提升，从根本上确保了国内煤矿作业的有效进行。
三、煤矿机电技术管理的存在的主要问题
3.1对煤矿机电技术管理的重要性认识不足。对于煤矿企业机电技术的管理，需要提高对机电技术管理的认知，充分了解煤矿机电技术管理的重要性。对煤矿企业机电技术管理的高效控制，可以有效的加强对生产设备的管控，保障煤矿企业生产有序、安全的进行。对煤矿机电技术管理的重要性认识不足，容易造成设备管理的混乱，无法对设备的使用寿命等进行合理的计算，对设备损耗的把控不合格，容易产生安全事故或生产事故，影响企业的生产发展。要保障生产过程安全，保证生产顺利进行，需要提高对煤矿机电技术管理的正确认识，消除安全隐患。
3.2对煤矿机电技术管理的制度不规范。在煤矿企业生产发展过程中，参与生产的设备种类繁多，对设备的进出厂时间有具体的要求，管理工作趋于复杂化。同时，国家对煤矿企业的生产和发展做出了更多的指导，对煤矿企业经营安全和生产安全做出了规定。在工作量加大的环境下，企业没有建立规范的机电技术管理系统，无法对生产设备的各方面的进行整体的把控，生产现场容易出现管理混乱的问题。在机电设备管理制度不规范的情况下，也会造成生产责任的不明确，无法从流程上快速解决生产上的问题。不规范的制度对生产安全的防线建立也是比较脆弱的。效率低下的、不合理的传统煤矿机电技术管理理念不符合时代发展的主题，影响生产效率的同时，也容易影响产生生产事故，造成生产人员的生命财产等受到威胁。
3.3对煤矿机电技术管理发展的人才不足。煤矿机电技术管理具有明显的互联网技术特征，那么就要面临互联网带来的各项机遇和挑战。而煤矿企业作为传统的工业企业，对互联网方面的涉猎较少，对互联网技术方面的人才缺口比较大。对于煤矿机电技术管理的发展，推动企业可持续化发展的转型升级，需要信息技术人才的协助。对于机电技术管理系统的升级、利用物联网将设备资料和生产资料建立符合时代特征的煤矿机电技术管理体系，需要足够的机电技术管理人才。一个信息化人才足够的煤矿企业，可以在可持续发展战略中抢占先机，加大对设备的风险管控，提高设备利用率，优化生产过程中的材料和物资进场，提高生产效率，保障安全生产，提高企业在绿色发展风口的竞争力，在转型升级中抢占先机。
四、煤矿机电技术管理在煤矿安全生产中的应用
4.1加强企业内部培训，宣传煤矿机电技术管理的重要意义。对于煤矿企业机电技术管理体系，不仅仅是部分人对其重要性了解就足够了，需要加强企业整体对煤矿机电技术管理的重要性认识。企业可以展开各项培训，通过外部资源进行企业内部的机电技术管理重要性培训，重点强调机电技术管理对安全生产的重要意义，通过具体的实例，论证机电技术管理对安全生产的重要意义。提高企业整体的认识，可以将机电设备管理流程传递至企业各级部门，加强对机电技术管理的应用，对生产现场的把控监督更为严格，智能化的机电技术管理可以实现现场安全管理的智能升级，降低事故产生的概率，减少事故处理的成本。
4.2建立建全煤矿机电技术管理制度。企业对于机电技术管理系统的创建，整合了整个公司的设备资源等，可以实现企业内部设备的再分配，合理调配各地项目、分公司等设备，提高设备利用效率。对于设备安全的把控，通过信息技术，使用传感器与互联网相连接，对每台设备的损耗均有详细的记载，可以充分保障生产的安全，减少生产事故的发生。完善煤矿机电技术管理制度，一方面是资源的整合利用，把握生产过程中来自设备的风险，减少事故发生的概率;另一方面建立对设备管理体系中各部门或每个人的职责做出了明确的划定，生产流程更具体化，在进行追责时更迅速，对生产安全问题的处理也更迅速，减少处理生产问题的时间成本。
4.3招募或培养专业的机电技术管理人才。煤矿企业在大数据时代通过机电技术管理推动企业的转型升级，离不开信息化人才的助力。聘请专业的机电技术管理人才，对企业机电技术管理更规范化，应对风险更迅速，对生产设备等的把控严格。企业内部足够的机电技术管理人才也可以协助建立符合时代发展煤矿机电技术管理体系，运用先进的科技引导企业的转型升级。人才所带来的科技创新，可以让企业迅速适应国家政策，适应市场挑战，在煤矿转型升级和发展中抢占先机。
4.4加大资金的投入。加大對煤矿机电技术管理的资金投入，可以有效的提高煤矿机电技术管理的效率，引进更为先进的生产设备应对国家政策和市场变化，也是有效提高生产效率、保证生产安全的有效途径之一。对于资金的加大投入，要求企业把握成本与利润，把握长期利润和短期利润之间的关系，资金投入一定程度上打破了煤矿机电技术管理原有的结构和布局，对生产安全的预防和监督也随着设备升级，可以有效的控制生产安全问题的产生。
五、结束语
在如今可持续发展战略的要求下，在国家“绿水青山就是金山银山”的战略发展下，煤矿企业生产过程中，安全生产和绿色生产是重中之重，需要企业在大数据的风口下进行转型升级。通过煤矿机电技术管理的应用，可以有效的对生产过程中对安全有影响的因素的把控，协调生产过程，保障企业安全生产，抢占可持续发展战略的高地，在企业转型升级中抢占先机，提高企业的竞争力。通过机电技术管理，煤矿企业实现自身的发展，达到对安全生产的要求，也达到为社会提供更优质、更绿色的煤炭资源的生产质量要求。
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