煤礦生產(chǎn)中的許多環(huán)節(jié)消耗大量電能，如提升運輸、井下通風(fēng)、排風(fēng)等。在這種情況下，臺達(dá)變頻器的應(yīng)用為煤礦生產(chǎn)節(jié)能帶來了好消息，不僅提高了煤礦生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，而且更好地節(jié)約了電能，對節(jié)能減排起到了重要作用。那么臺達(dá)變頻器的工作原理是什么呢？實際煤礦生產(chǎn)中如何利用臺達(dá)變頻器節(jié)能？在設(shè)計上應(yīng)該采取什么措施來提高臺達(dá)變頻器？讓我們一起討論一下。
一、臺達(dá)變頻器及其工作原理
臺達(dá)變頻器主要采用變頻技術(shù)和微電子技術(shù)。臺達(dá)變頻器的基本工作原理是通過改變電流頻率來控制交流電機的功率控制設(shè)備。除了運行交流機械設(shè)備外，臺達(dá)變頻器還可以通過改變電壓和工頻來實現(xiàn)節(jié)能調(diào)速的功能，有效降低了機械設(shè)備的能耗，給煤礦機電設(shè)備帶來了更大的經(jīng)濟效益。臺達(dá)變頻器不僅可以節(jié)能，還可以提供很多保護功能，比如為一些機電設(shè)備的過壓、過載、過流提供保護。
二、和臺達(dá)變頻器在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用
1.在帶式輸送機中的應(yīng)用
目前，臺達(dá)變頻器在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在帶式輸送機上，其主要工作原理是通過皮帶彈性的物理特性來實現(xiàn)的。當(dāng)皮帶靜止或運轉(zhuǎn)時，它含有大量能量。如果在啟動時沒有增加一些軟啟動裝置，皮帶中的能量會很快釋放出來。如果產(chǎn)生過大的張力，皮帶將很容易被扯掉。因為臺達(dá)變頻器，這個現(xiàn)象得到了很大的緩解。通過對帶式輸送機的改進，給企業(yè)帶來了許多經(jīng)濟效益和社會效益。主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(a)臺達(dá)變頻器為帶式輸送機增加軟啟動模式，使帶式輸送機在行駛過程中緩慢啟動，皮帶張力緩慢增加，而不是瞬間增加。軟啟動時，皮帶中的能量緩慢釋放，有效防止啟動時皮帶斷裂；
(b)臺達(dá)變頻器的使用也使帶式輸送機實現(xiàn)了多電機驅(qū)動時的功率平衡。使用臺達(dá)變頻器驅(qū)動時，通常采用一臺電機一臺控制裝置的方法。當(dāng)多臺電機同時使用時，可以更好地實現(xiàn)主控和從控，也可以實現(xiàn)功率平衡。
(c)臺達(dá)變頻器可以降低帶式輸送機中的皮帶強度，有效延長帶式輸送機的使用壽命，降低對皮帶強度的要求，從而間接降低煤礦機電設(shè)備的成本投入。
(d)臺達(dá)變頻器在帶式輸送機中的應(yīng)用可以更gaoxiao地提高機電設(shè)備的使用壽命，降低設(shè)備的維護量和成本。此外，帶式輸送機對機械設(shè)備和零件沒有影響。在使用中，也大大降低了帶式輸送機的維護頻率和維護量。
2，臺達(dá)變頻器在礦井提升設(shè)備中的應(yīng)用
提升設(shè)備的主要功能是沿礦井運輸?shù)V石、煤炭、矸石或廢石，提升人員、設(shè)備和器材等。因此在使用過程中會產(chǎn)生很大的功耗，通過使用臺達(dá)變頻器，有效提高了電力的使用效率。礦井提升設(shè)備在整個煤礦生產(chǎn)中起著重要的作用，其anquan性和質(zhì)量一直是保障煤礦生產(chǎn)anquan和預(yù)防煤礦坍塌事故的關(guān)鍵。因此，在新礦井設(shè)計和老礦井改造中，應(yīng)首先考慮礦井提升機的電氣設(shè)備，通過各種比較，根據(jù)礦井的具體情況選擇適合煤礦生產(chǎn)的機械設(shè)備。采用臺達(dá)變頻器后，使用礦井提升設(shè)備的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(a)采用臺達(dá)變頻器使礦井提升設(shè)備的控制精度更高，由于采用了臺達(dá)變頻器，所以采用了磁通矢量控制，交流電機的調(diào)速性能幾乎與DC電機相當(dāng)，控制精度非常高；
(b)利用臺達(dá)變頻器提高礦井提升設(shè)備的工作可靠性。臺達(dá)變頻器使用電氣元件，比其他元件壽命長。并具有完善的保護功能，使其應(yīng)用于礦井提升設(shè)備時工作可靠性高。
(c)臺達(dá)變頻器的使用也減少了礦井提升設(shè)備的維護工作量，不僅提高了設(shè)備使用效率，還大大減少了工作人員對設(shè)備的維護和檢修，降低了工作人員的工作強度。
(d)臺達(dá)變頻器的使用使其調(diào)速范圍廣，屬于無級調(diào)速，低速時穩(wěn)定性好。
三、臺達(dá)變頻器煤礦設(shè)備節(jié)能
1.帶式輸送機的變頻節(jié)能
采用臺達(dá)變頻器后，帶式輸送機的節(jié)能效果主要體現(xiàn)在系統(tǒng)功率因數(shù)和系統(tǒng)效率兩個方面:
(一)提高系統(tǒng)功率因數(shù)
正常情況下，煤礦設(shè)備在設(shè)計上有較大的余量，大部分在工作時無法滿負(fù)荷運行。機電設(shè)備往往在滿載電壓和全速下負(fù)載較小，有時空載運行，使得機械設(shè)備的使用效率過低?；蛘呖蛰d和輕載運行給整個皮帶輸送設(shè)備造成了許多不必要的功率損失。帶式輸送機采用臺達(dá)變頻器時，帶式輸送機運行時功率因數(shù)已達(dá)到0.9kW以上，大大提高了運行效率，基本消除了輕載和空載現(xiàn)象。
(二)提高系統(tǒng)有效運行率
使用臺達(dá)變頻器時，電機直接與減速器連接，減少了液力偶合器的使用。由于液力偶合器本身使用液體旋轉(zhuǎn)，其使用效率相對較低，使用臺達(dá)變頻器可使整個皮帶輸送系統(tǒng)的效率提高5個點~10個點。
此外，礦井一般距離變電站較遠(yuǎn)，不同時期電壓變化較大。臺達(dá)變頻器本身具有穩(wěn)壓功能，間接起到節(jié)能的作用。
可見，臺達(dá)變頻器無論是對煤礦機械設(shè)備的技術(shù)升級，還是經(jīng)濟效益，都將帶來巨大的效益。隨著時代的發(fā)展，臺達(dá)變頻器將廣泛應(yīng)用于帶式輸送機設(shè)備中。
2、礦井提升設(shè)備應(yīng)用臺達(dá)變頻器節(jié)能實施方案
因為臺達(dá)變頻器的調(diào)速方式主要是轉(zhuǎn)差功率恒定，所以調(diào)速過程中的節(jié)能效果主要體現(xiàn)在以下兩個方面。
(1)升級過程中的節(jié)能
礦井絞車處于提升狀態(tài)時，電機處于電動工作狀態(tài)。由于絞車是恒扭矩負(fù)載，臺達(dá)變頻器可以通過調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速來節(jié)能。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時，可以達(dá)到相應(yīng)程度的節(jié)能效果。
(2)下降時節(jié)能
當(dāng)?shù)V用絞車處于下降狀態(tài)時，電機處于發(fā)電狀態(tài)，這是一個將勢能轉(zhuǎn)化為電能的過程。當(dāng)使用能量反饋型臺達(dá)變頻器時，臺達(dá)變頻器會將轉(zhuǎn)換后的電能返回電網(wǎng)，從而節(jié)約能源。
四、結(jié)論
臺達(dá)變頻器在煤礦機械設(shè)備中的應(yīng)用不僅體現(xiàn)在帶式輸送機和礦井提升設(shè)備中，還廣泛應(yīng)用于泵和風(fēng)機、絞車等煤礦設(shè)備中。目前國內(nèi)這些煤礦裝備行業(yè)，大部分臺達(dá)變頻器廠商還沒有深度參與合作，這里還有臺達(dá)變頻器應(yīng)用市場。它通過gaoxiao轉(zhuǎn)換不同形式的電能，實現(xiàn)對電能的控制，對煤礦生產(chǎn)具有重要意義。隨著時代的發(fā)展，相信會有更多的變頻技術(shù)被開發(fā)和應(yīng)用，臺達(dá)變頻器也會被廣泛應(yīng)用。
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