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關(guān)鍵詞:煤礦;機(jī)電設(shè)備;安全;使用;維修
煤炭行業(yè)屬于高危行業(yè),煤礦井下生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境又非常特殊,對(duì)礦用機(jī)電設(shè)備也提出了更高要求,不僅要具備可靠的使用性能,還必須具備完善的安全性能。為了有效降低機(jī)電設(shè)備運(yùn)行事故的發(fā)生,需要從設(shè)備的安全準(zhǔn)入,設(shè)備的安裝與驗(yàn)收,在線設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)、維修以及技術(shù)改造等方面強(qiáng)化管理,真正將煤礦機(jī)電設(shè)備管理形成了全面的監(jiān)管監(jiān)察流程。另一方面,加強(qiáng)煤礦機(jī)電設(shè)備安全使用的管理,提高機(jī)電設(shè)備的故障檢測(cè)和維修技能,對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行具有十分重要的意義。
1 煤礦機(jī)電設(shè)備安全使用的要點(diǎn)
為了保證煤礦機(jī)電設(shè)備安全運(yùn)用,應(yīng)從以下幾個(gè)方面做好工作:一要重點(diǎn)做好煤礦機(jī)電設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)管理工作,針對(duì)機(jī)電設(shè)備的開關(guān)管理、設(shè)備完好程度的標(biāo)準(zhǔn)要求、皮帶機(jī)保護(hù)和絞車使用的注意事項(xiàng)、井下安全設(shè)施的管理和維護(hù)、電纜吊掛標(biāo)準(zhǔn)以及技術(shù)資料的規(guī)范要求等進(jìn)行了逐一細(xì)化,做到實(shí)實(shí)在在的嚴(yán)、細(xì)、實(shí)管理和強(qiáng)化落實(shí)。深入開展機(jī)電設(shè)備隱患排查治理活動(dòng)。二要狠抓煤礦重點(diǎn)設(shè)備安全檢測(cè)檢驗(yàn)工作,規(guī)范煤礦重點(diǎn)設(shè)備的安全檢測(cè)檢驗(yàn)行為,提高安全檢測(cè)檢驗(yàn)工作質(zhì)量。三要認(rèn)真做好機(jī)電職工技能培訓(xùn)工作,切實(shí)提高機(jī)電職工的業(yè)務(wù)素質(zhì),保證礦井安全高效生產(chǎn)。四是要做好機(jī)電重大事故預(yù)防,不斷完善《機(jī)電事故應(yīng)急預(yù)案》,對(duì)機(jī)電事故采取分級(jí)管理和快速處置。同時(shí)針對(duì)重要機(jī)電設(shè)備,在24小時(shí)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上,提前做好臨近壽命期設(shè)備的統(tǒng)計(jì)和摸排工作,對(duì)于能夠延長(zhǎng)服役時(shí)間的設(shè)備,統(tǒng)一列入重點(diǎn)監(jiān)控范圍,確保設(shè)備的高效運(yùn)轉(zhuǎn);同時(shí),針對(duì)影響主運(yùn)輸、通風(fēng)、采掘等系統(tǒng)的重要備品備件,定期安排專人與區(qū)隊(duì)核實(shí)型號(hào)及數(shù)量,保證設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)第一時(shí)間進(jìn)行處置和恢復(fù)正常運(yùn)行。
2 煤礦機(jī)電設(shè)備故障原因分析
2.1 煤礦機(jī)電設(shè)備故障類型
(1)退化型故障:主要是由機(jī)電設(shè)備部件出現(xiàn)老化、磨損、變質(zhì)、剝落等導(dǎo)致的故障。(2)損壞型故障:主要是由斷裂、開裂、點(diǎn)蝕、燒蝕、變形、拉傷、龜裂、壓痕等導(dǎo)致的故障。(3)失調(diào)型故障:這類故障多因機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)間隙過大或過小、壓力過高或過低、行程失調(diào)、互相干涉等導(dǎo)致的。(4)松脫型故障:是機(jī)電設(shè)備部件脫落、松動(dòng)、丟失等導(dǎo)致的。(5)性能衰退或功能失效型故障模式:一般是由于部分性能衰退、功能失效、過熱等導(dǎo)致的故障。(6)堵塞與滲漏型故障:這類故障多因堵塞、漏水、漏氣、滲油等導(dǎo)致。
2.2 故障原因分析及其步驟
2.2.1 在進(jìn)行故障原因分析時(shí),應(yīng)不僅僅是查找到故障部位,分析故障的原因,對(duì)故障的性質(zhì)進(jìn)行判別,更重的是針對(duì)故障發(fā)生的機(jī)理,有針對(duì)性地采取相應(yīng)措施,防止類似故障的重復(fù)發(fā)生。在分析故障后,確定故障發(fā)生的真正原因,通過從機(jī)電設(shè)備的設(shè)計(jì)、加工制造、安裝、運(yùn)行、使用保養(yǎng)等多方面采取科學(xué)措施,進(jìn)一步提高機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的可靠性。
2.2.2 在對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行分析時(shí),一般采用從故障現(xiàn)象,分析其產(chǎn)生的故障機(jī)理和原因,有的因?yàn)槭艿皆O(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的限制,觀察到的故障現(xiàn)象不是一定系統(tǒng)的。不同層次的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),其故障有一定的相互關(guān)系。如離心泵不吸水,可能是泵本向軸部件或者軸套表面出現(xiàn)損壞等。也可能是因?yàn)殡x心泵填料過熱造成的。
2.2.3 故障分析的過程,涉及的范圍和學(xué)科比較廣,可以說是一門綜合性十分強(qiáng)的技術(shù),涉及到系統(tǒng)分析、結(jié)構(gòu)分析、測(cè)試分析等,這方面就涉及到斷裂、疲勞、腐蝕、磨損等,綜合而言,對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備的故障分析步驟如下:
(1)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。這方面包括對(duì)故障發(fā)生的環(huán)境、時(shí)間、故障順序等背景數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查,對(duì)故障件的設(shè)計(jì)圖樣、驗(yàn)收?qǐng)?bào)告、歷史故障記錄、維修記錄、操作記錄等進(jìn)行收集和歸納,對(duì)故障件做初步的檢查、鑒別等。
(2)對(duì)故障原因和故障機(jī)理進(jìn)行分析、確認(rèn)。這方面主要是對(duì)故障件進(jìn)行性能試驗(yàn)、對(duì)出斷裂的部位進(jìn)行檢查分析等,必要的情況下,要對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)度、疲勞、斷裂力學(xué)分析及計(jì)算等,從而可以確定故障的原因和故障機(jī)理,為下一步故障排除提供依據(jù)。
(3)結(jié)論分析。在對(duì)機(jī)電設(shè)備故障分析過程中,應(yīng)對(duì)其分析過程中所取獲取的相關(guān)信息(如調(diào)查記錄、測(cè)試數(shù)據(jù)等)的全部資料進(jìn)行歸納,從設(shè)計(jì)、材料、制造、使用、環(huán)境影響等多個(gè)方面進(jìn)行歸納、分析和判斷,從而得到一個(gè)明確、科學(xué)的結(jié)論報(bào)告,為下一步對(duì)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行、維修、經(jīng)驗(yàn)交流提供依據(jù)。
3 煤礦主要機(jī)電設(shè)備故障診斷
3.1 主抽風(fēng)機(jī)故障診斷
主抽風(fēng)機(jī)是維持煤礦正常生的主要設(shè)備之一,對(duì)于保障煤礦工作人員身體健康和生產(chǎn)安全,有至關(guān)重要的影響。在主抽風(fēng)機(jī)故障中,最常見的是電機(jī)故障。當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)溫度升高,電流過大時(shí),一般產(chǎn)生原因主要有:(1)冷卻空氣量供應(yīng)不足,導(dǎo)致出現(xiàn)短路吸風(fēng)或者流動(dòng)空氣溫度升,導(dǎo)致風(fēng)流過大。(2)聯(lián)軸器連接不正,皮圈過緊,或間隙不勻。(3)過負(fù)荷或電源單相斷電或者線路電壓過高或過低。
(4)閘間短路及電機(jī)不清潔。(5)電動(dòng)機(jī)容量與通風(fēng)機(jī)容量不匹配。當(dāng)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)接地或者跳閘,則多是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)絕緣層損壞導(dǎo)致的。當(dāng)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)冒火或短路,電刷跳動(dòng)故障時(shí),通常情況下,在集電環(huán)和電刷部位會(huì)發(fā)現(xiàn)有冒火的現(xiàn)象,在集電環(huán)間會(huì)有跨越電弧的產(chǎn)生。
產(chǎn)生的主要原因有:(1)電刷壓力過低,截面太小,有污。(2)轉(zhuǎn)子和啟動(dòng)電阻匹配不好。(3)集電環(huán)不圓,環(huán)上銅、石墨粉末太多等。通過對(duì)其故障分析,并進(jìn)行相關(guān)的檢測(cè)工作,可以提高故障診斷的準(zhǔn)確性,提高設(shè)備維修效率。
3.2 提升機(jī)的故障診斷
提升機(jī)是煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中的重要機(jī)電設(shè)備之一,在生產(chǎn)過程中,對(duì)于原煤和矸石運(yùn)輸、設(shè)備運(yùn)輸、人員提升、材料運(yùn)送等都具有P鍵的作用。提升機(jī)主要有三部分組成:控制系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、系統(tǒng)。當(dāng)提升機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),其對(duì)煤礦生產(chǎn)的影響范轉(zhuǎn)較廣。對(duì)于提升機(jī)的故障診斷,主要通過傳感器狀態(tài)對(duì)其過運(yùn)行和控制系統(tǒng)進(jìn)行故障分析,再通過控制系統(tǒng)的頻譜進(jìn)行分析,從而來判斷故障部位是不是在控制系統(tǒng)。這方面主要先通過故障定位,然后通過傳感器信息融合技術(shù),提取和分析傳感器中的有效信息,來提高提升機(jī)故障診斷的效率。
4 結(jié)束語
為了保證煤礦生產(chǎn)的安全運(yùn)行,就必須重視煤礦機(jī)電設(shè)備的安全使用和故障維修工作,通過規(guī)范設(shè)備使用操作,強(qiáng)化日常設(shè)備維護(hù),科學(xué)合理的維修才能保證煤礦機(jī)電設(shè)備能夠處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。相關(guān)機(jī)電技術(shù)人員也要正確認(rèn)識(shí)故障維修的重要性,對(duì)故障發(fā)生的機(jī)理全面把握,在機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障后,應(yīng)從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、制造加工、裝配調(diào)整、使用保養(yǎng)等方面分析和改進(jìn),防止相同的故障重復(fù)發(fā)生。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】煤礦;機(jī)電設(shè)備;故障檢測(cè)
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷發(fā)展提高,工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)中的故障問題對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備與機(jī)械裝置系統(tǒng)的影響作用也越來越大。尤其是煤礦的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行生產(chǎn)中,一旦機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障問題,不僅對(duì)于整個(gè)煤礦機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的正常生產(chǎn)運(yùn)行造成一定的影響,而且可能會(huì)導(dǎo)致煤礦安全生產(chǎn)事故的發(fā)生,對(duì)于煤礦企業(yè)的利益以及社會(huì)影響的危害作用都十分明顯。故障檢測(cè)診斷技術(shù)是一種以計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和信號(hào)傳輸處理技術(shù)、傳感器技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)為支撐的故障問題檢測(cè)診斷綜合技術(shù)手段,它在實(shí)際故障問題的檢測(cè)診斷中,通過對(duì)于機(jī)電設(shè)備信號(hào)的檢測(cè)以及故障問題的判斷、故障預(yù)測(cè)、故障隔離等方式,對(duì)于機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的故障問題進(jìn)行及早檢測(cè)、及早診斷以及及早預(yù)防,有利于進(jìn)行故障問題影響的避免控制、減少機(jī)電設(shè)備運(yùn)行事故的發(fā)生。
1.故障檢測(cè)診斷技術(shù)的特點(diǎn)
隨著現(xiàn)代化的維修理論、工藝?yán)碚?、基礎(chǔ)學(xué)科理論和檢查技術(shù)的發(fā)展,故障檢測(cè)診斷技術(shù)也不斷得以完善。它最主要有以下幾方面的特點(diǎn):
1.1技術(shù)的復(fù)合性
機(jī)電設(shè)備的診斷和維修,涉及到了動(dòng)力學(xué)、摩擦學(xué)、物理學(xué)等多種學(xué)科領(lǐng)域,并包含了自動(dòng)化應(yīng)用、機(jī)械制造、液壓機(jī)器應(yīng)用等多方面知識(shí)體系,因此故障診斷技術(shù)是一門綜合性的學(xué)科,在實(shí)際應(yīng)用中需要經(jīng)驗(yàn)豐富,而且知識(shí)面廣。
1.2明確的目的性
故障檢測(cè)診斷技術(shù)具有明確的目的性,就是及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行過程中的故障,并運(yùn)用相關(guān)的技術(shù),對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確的定位與分析,進(jìn)而制定出相應(yīng)合理的維修方案,以確保生產(chǎn)的安全與順利。
1.3實(shí)踐性與理論并重
故障檢測(cè)診斷技術(shù),不僅具有廣泛的理論基礎(chǔ),而且能切實(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中,在診斷和處理結(jié)果出來后,能迅速完成由理論向?qū)嵺`的轉(zhuǎn)化。
2.煤礦礦井提升機(jī)設(shè)備故障檢測(cè)與診斷
礦井提升機(jī)是煤礦機(jī)電設(shè)備的重要組成部分,是進(jìn)行煤礦礦井生產(chǎn)與運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)的主要設(shè)備之一,在煤礦的礦井開采生產(chǎn)中主要負(fù)責(zé)進(jìn)行開采煤炭資源提升以及矸石運(yùn)出、礦井作業(yè)應(yīng)用材料、施工人員升降、設(shè)備運(yùn)送等操作實(shí)現(xiàn)。因此,在煤礦的開采生產(chǎn)過程中,礦井提升機(jī)設(shè)備的運(yùn)行情況,不僅對(duì)于礦井開采生產(chǎn)作業(yè)的正常進(jìn)行有著很大的影響,而且對(duì)于煤礦的安全生產(chǎn)也有著很大的影響和作用。
2.1礦井提升機(jī)的常見故障問題
礦井提升機(jī)的生產(chǎn)運(yùn)行過程中,比較常見的故障類型主要有兩種,一種被稱為硬故障,一種被稱為是軟故障問題。其中,硬故障問題主要是指礦井提升機(jī)提升運(yùn)行過程中,由于一些特定參數(shù)超限造成的故障問題現(xiàn)象,通常情況下,礦井提升機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)的這類故障問題主要是由提升機(jī)的保護(hù)裝置進(jìn)行維護(hù)解決。而礦井提升機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的軟故障問題則需要在對(duì)于礦井提升機(jī)的運(yùn)行工況參數(shù)的檢測(cè)下,并經(jīng)過對(duì)于相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析診斷而得出的故障問題情況。通常情況下,礦井提升機(jī)中的軟故障問題是硬故障問題發(fā)生的前兆,在礦井提升機(jī)運(yùn)行過程中,對(duì)于提升機(jī)設(shè)備中的軟故障問題的檢測(cè)診斷,對(duì)于礦機(jī)提升機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的作用和意義。
2.2礦井提升機(jī)常見故障問題的檢測(cè)診斷
以礦井提升機(jī)中雙筒體提升機(jī)設(shè)備的松繩故障為例,它是礦井雙筒提升機(jī)比較常見的故障問題,對(duì)于提升機(jī)的安全提升運(yùn)行有著很大的危害影響。在對(duì)于該類故障問題的檢測(cè)診斷中,主要是通過一種比較簡(jiǎn)單的提升機(jī)松繩檢測(cè)裝置,在提升機(jī)每個(gè)天輪的一側(cè)安裝一周的小磁鋼,并且在礦井提升機(jī)的合適位置處進(jìn)行傳感器設(shè)備的安裝,以方便對(duì)于提升機(jī)天輪運(yùn)轉(zhuǎn)速度的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)。那么在礦井提升機(jī)正常提升運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下,提升機(jī)中兩個(gè)天輪的運(yùn)轉(zhuǎn)速度是一致的,并且傳感器對(duì)于天輪運(yùn)轉(zhuǎn)速度的檢測(cè)數(shù)值基本一致;而如果提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)松繩情況,則會(huì)導(dǎo)致提升機(jī)兩個(gè)天輪的運(yùn)轉(zhuǎn)速度不一致,從而傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)單片機(jī)的分析計(jì)算后,有報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào),并且會(huì)根據(jù)報(bào)警檢測(cè)信號(hào)值進(jìn)行提升機(jī)剎車保護(hù)處理,避免提升機(jī)松繩危害對(duì)于其它設(shè)備系統(tǒng)的不利影響發(fā)生。
3.煤礦通風(fēng)機(jī)故障問題的檢測(cè)與診斷
在進(jìn)行煤礦通風(fēng)機(jī)故障問題檢測(cè)與診斷應(yīng)用的技術(shù)中,用于煤礦通風(fēng)機(jī)設(shè)備的主風(fēng)機(jī)故障檢測(cè)和診斷實(shí)施的技術(shù)方法,主要是指使用KFC-A通風(fēng)機(jī)集中檢測(cè)儀,或者是FJZ礦井主風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷儀等儀器設(shè)備,進(jìn)行的對(duì)于煤礦通風(fēng)機(jī)設(shè)備的主風(fēng)機(jī)故障檢測(cè)與診斷技術(shù)方式。
其中,使用FJZ礦井主風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷儀器對(duì)于通風(fēng)機(jī)主風(fēng)機(jī)故障問題進(jìn)行檢測(cè)與診斷實(shí)施的技術(shù)方法中,主要是通過該儀器設(shè)備對(duì)于煤礦主風(fēng)機(jī)裝置的運(yùn)行故障問題的一體化檢測(cè)診斷功能實(shí)現(xiàn)的。FJZ礦井主風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷以是以8098 作為核心的一個(gè)煤礦通風(fēng)機(jī)在線檢測(cè)與故障診斷系統(tǒng),它在實(shí)際故障檢測(cè)與診斷應(yīng)用中,能夠?qū)⑼L(fēng)機(jī)中的主風(fēng)機(jī)裝置故障問題的在線檢測(cè)和機(jī)械故障診斷進(jìn)行一體化檢測(cè)與診斷實(shí)施。主要功能包括,對(duì)于煤礦通風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)振動(dòng)烈度以及風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)軸心軌跡、風(fēng)機(jī)軸溫、風(fēng)量、通風(fēng)機(jī)電流等運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),同時(shí)該系統(tǒng)還具有針對(duì)檢測(cè)故障問題進(jìn)行報(bào)警以及打印功能,此外還能夠?qū)τ谕L(fēng)機(jī)運(yùn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)信號(hào)的分析實(shí)現(xiàn)下,對(duì)于故障問題實(shí)現(xiàn)智能診斷功能,對(duì)于煤礦通風(fēng)機(jī)故障的控制與避免有著積極的作用。
4.高壓異步電動(dòng)機(jī)檢測(cè)和故障診斷
高壓異步電動(dòng)機(jī)在礦山生產(chǎn)與建設(shè)中,起著非常重要的作用。其故障的發(fā)生,不僅會(huì)給礦山企業(yè)帶來極大的經(jīng)濟(jì)損失,還會(huì)影響到正常的生產(chǎn)與運(yùn)營(yíng)。隨著當(dāng)前信號(hào)處理技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,異步電動(dòng)機(jī)的故障檢測(cè)診斷技術(shù)也得到了極大的突破,并已取得了良好的效果。當(dāng)前高壓異步電動(dòng)機(jī)故障常見的檢測(cè)與診斷方法包括了局部放電檢測(cè)、電流高次諧波檢測(cè)和磁通檢測(cè)這三種。局部放電檢測(cè)是利用檢測(cè)定子電流的高頻檢測(cè)儀和電流互感器,或者通過帶通濾波器和射頻天線檢測(cè)局放脈沖,以辨別各種局放源來對(duì)定子的不同故障進(jìn)行診斷;電流高次諧波檢測(cè)則是利用定子電流的不平衡現(xiàn)象,檢測(cè)異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組故障;磁通檢測(cè)是檢測(cè)電機(jī)內(nèi)部磁通在切向和徑向上分量的變化,進(jìn)而判定定子故障的方法,這種方法在當(dāng)前高壓電機(jī)的多種故障檢測(cè)中得到了較為廣泛應(yīng)用,但由于需要磁通檢測(cè)儀器,不方便使用,對(duì)弱信號(hào)也不易被檢測(cè)。對(duì)于煤礦礦用高壓異步電動(dòng)機(jī)的故障問題的檢測(cè),則可以通過模糊邏輯、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)手電進(jìn)行檢測(cè)與診斷實(shí)施。
5.結(jié)論
總之,故障檢測(cè)診斷技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用早有實(shí)現(xiàn),應(yīng)用故障檢測(cè)診斷技術(shù)進(jìn)行煤礦機(jī)電設(shè)備故障問題的檢測(cè)實(shí)施,對(duì)于提高煤礦機(jī)電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行與保證煤礦安全生產(chǎn)都有積極的作用和意義。
【參考文獻(xiàn)】
[1]吳艦,吳楠.基于小波分析的煤礦機(jī)電設(shè)備故障檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表,2011(05).
【關(guān)鍵詞】礦山機(jī)電設(shè)備;故障診斷;技術(shù)
我國(guó)大型礦山設(shè)備的維修方法和設(shè)施基本上是實(shí)施計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制的模式,與世界上其他國(guó)家相比有較明顯的差距,很難滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平的需要。 只有加強(qiáng)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷,保障好礦山機(jī)電設(shè)備的安全性,才可以充分發(fā)揮這些機(jī)器的作用,更好的為企業(yè)的發(fā)展保駕護(hù)航,從而有效推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展。
1.故障檢測(cè)診斷技術(shù)的相關(guān)概念
故障的產(chǎn)生多是由于機(jī)器的瑕疵或暫缺陷的發(fā)展使機(jī)器的性能喪失殆盡,已經(jīng)不能繼續(xù)維持作狀態(tài)。故障檢測(cè)診斷技術(shù)就是根據(jù)設(shè)備運(yùn)行時(shí)二次效應(yīng)(狀態(tài)信號(hào))所反映的特征,快速定位,準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)問題所在,并且快速的解決問題,確保安全生產(chǎn)。故障檢測(cè)診斷技術(shù)包括故障檢測(cè)與故障診斷,二者統(tǒng)稱為故障檢測(cè)和診斷(FDD)。故障檢測(cè)診斷技術(shù)具有如下特點(diǎn):
故①較強(qiáng)的目的性。②技術(shù)的復(fù)合型。③理淪向?qū)嵺`轉(zhuǎn)化迅速。診斷的目的就是要發(fā)現(xiàn)機(jī)器運(yùn)行過程中的故障并運(yùn)用相關(guān)的技術(shù),對(duì)故障準(zhǔn)確的分析,在此基礎(chǔ)上制定措施,以保障生產(chǎn)的安全性。診斷及維修涉及摩擦力、動(dòng)力以及物理學(xué)等相關(guān)理論,多個(gè)學(xué)科;是一個(gè)多學(xué)科綜合的行業(yè),另外一切診斷方法和維修技術(shù)都要岡時(shí)而定,處理的結(jié)果和原理甚至可以立刻向?qū)嵺`轉(zhuǎn)化,并應(yīng)用于實(shí)踐。
2.故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用
2.1礦井提升機(jī)檢測(cè)與故障診斷
礦井提升機(jī)故障診斷。
提升機(jī)是礦井生產(chǎn)以及運(yùn)輸過程中其關(guān)鍵作用的基礎(chǔ)設(shè)備之一,其在礦山生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位和作用。礦井提升機(jī)主要擔(dān)負(fù)著提升原煤、矸石的作用,另外還可以用于下放生產(chǎn)材料以及升降工作人員的任務(wù)。保障提升機(jī)的運(yùn)行過程總的安全性,對(duì)于一個(gè)礦井的正常運(yùn)作具有極為重要的作用及意義。它不僅關(guān)系的礦井生產(chǎn)過程順利與否,同時(shí)也對(duì)煤礦工作人員的生命安全問題產(chǎn)生極大影響。因此要保障煤礦工作安全順利的進(jìn)行必須要重視礦機(jī)提升機(jī)的故障診斷問題。一旦發(fā)現(xiàn)問題必須及時(shí)分析問題發(fā)生的原因,評(píng)估是再次發(fā)生的可能性,并針對(duì)該問題提出詳細(xì)的維護(hù)方案,盡量減少故障的發(fā)生。在這一方面曾有學(xué)者提出礦井提升機(jī)的故障主要有兩種,即“硬故障”和“軟故障”。硬故障”指的是因?yàn)樵O(shè)備中一些特定的參數(shù)超出了限制而表現(xiàn)出的故障,“硬故障”的發(fā)生往往以“軟故障”為前提,從這一點(diǎn)定位來看,對(duì)“軟故障”的及時(shí)預(yù)診并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行那個(gè)定位檢修極為重要。由于該項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)備關(guān)系到礦山運(yùn)作的安全,屬于重要基礎(chǔ)性設(shè)備之一,為了確保這一領(lǐng)域的安全性,我們國(guó)家許多科研機(jī)構(gòu)和科研人員都進(jìn)行了大量的研發(fā)工作,如中國(guó)礦業(yè)大學(xué)研制的KJ46型礦井提升機(jī)狀態(tài)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、Ascc型全數(shù)字提升機(jī)控制系統(tǒng)等都包含了故障診斷技術(shù)的功能,取得了比較好的效果。
筆者通過對(duì)大量實(shí)際的工作的總結(jié)發(fā)現(xiàn),礦井雙筒提升機(jī)經(jīng)常會(huì)發(fā)生松繩現(xiàn)象,這類事故一旦發(fā)生將會(huì)對(duì)整個(gè)礦井產(chǎn)生不可估量的損害。對(duì)此筆者自己總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為可以用一種簡(jiǎn)單實(shí)用的松繩檢測(cè)裝置來解決該問題。這個(gè)簡(jiǎn)單裝置主要由單片機(jī)以及霍爾傳感器兩部分組成,分別安裝一周小磁鋼于提升機(jī)每個(gè)天輪一側(cè),并在適當(dāng)位置安裝霍爾傳感器檢測(cè)兩天輪的轉(zhuǎn)速,在正常運(yùn)行(即無繩)時(shí),兩天輪的轉(zhuǎn)速卡H同,則兩個(gè)傳感器輸出的計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)基本相同,該裝置內(nèi)單片機(jī)計(jì)算出的兩天輪的行程差幾乎為零;當(dāng)鋼絲繩出現(xiàn)松繩現(xiàn)象時(shí),兩天輪的行程不同,該裝置可計(jì)算出兩天輪之間的行程差,當(dāng)行程差達(dá)到預(yù)報(bào)警值時(shí)發(fā)出松繩報(bào)警信號(hào);當(dāng)行程差達(dá)到設(shè)定要的預(yù)報(bào)警值的時(shí)候,該檢測(cè)裝置便會(huì)發(fā)出報(bào)警控制信號(hào),使提升機(jī)及時(shí)剎車,從而達(dá)到有效保護(hù)設(shè)備的目的。
2.2采煤機(jī)工況檢測(cè)和故障診斷
近年來我國(guó)國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)的整體水平已經(jīng)有了較大的提高,但是與國(guó)外先進(jìn)的采煤機(jī)的技術(shù)水平相比,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的采煤機(jī)的技術(shù)水平還是比較差的,同發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)水平相比差距更大。譬如檢測(cè)范圍狹窄、檢測(cè)參數(shù)滿足不了需要,對(duì)故障檢測(cè)的功能本上是缺失的。為了從根本上改善我國(guó)國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)檢測(cè)的現(xiàn)狀,提高國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)生產(chǎn)的技術(shù)水平低的落后狀況,“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃將一項(xiàng)先進(jìn)的故障檢測(cè)系統(tǒng)收入到其中即“電牽引采煤機(jī)工況檢測(cè)及故障診斷系統(tǒng)”。該故障檢測(cè)診斷系統(tǒng)主要有:①工況檢測(cè)及故障診斷單元。②機(jī)身檢測(cè)單元。③變頻器通信單元。④高壓控制箱檢測(cè)單元。⑤左、右搖臂檢測(cè)單元。⑥對(duì)152.4m毫米顯示單元進(jìn)行檢測(cè)。就目前已經(jīng)取得的效果來看,該系統(tǒng)具有明顯的實(shí)用性,是在此領(lǐng)域所獲得的一個(gè)較大的突破,有望通過其徹底解決上述難題。
2.3通風(fēng)機(jī)的檢測(cè)診斷技術(shù)
文章通過對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的詳細(xì)研究,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段僅有極少收故障檢測(cè)診斷的產(chǎn)品用于通風(fēng)機(jī)的故障檢測(cè)機(jī)診斷中,比較典型裝置是江西煤炭工業(yè)研究所研制的KFCA型通風(fēng)機(jī)集中檢測(cè)儀、煤炭科學(xué)總院重慶分院研制的FJz型礦井主風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷儀。其主要特點(diǎn)是:十六位中央處理器、豐富高效的指令系統(tǒng)、4通道10位A/D轉(zhuǎn)換器、高速輸入/輸出接口、八個(gè)中斷源、兩個(gè)十六位定時(shí)器、十六位監(jiān)視定時(shí)器和具有多用途的接口。另外,因?yàn)橛嘘P(guān)通風(fēng)機(jī)檢測(cè)以及診斷技術(shù)的研究在國(guó)內(nèi)仍然較少,因此在實(shí)際工作中可以借鑒的東西很少,筆者希望自己的研究可以起到拋磚引玉的作用,并且希望該問題能夠更快得到解決。
2.4礦用高壓異步電動(dòng)機(jī)的檢測(cè)技術(shù)以及診斷技術(shù)
礦用高壓異步電動(dòng)機(jī)在礦山生產(chǎn)中的地位也及其重要,一旦發(fā)生故障,不僅僅會(huì)給煤礦帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失,還會(huì)影響到煤礦正常的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)?,F(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)和人工智能技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用使異步電動(dòng)機(jī)的故障診斷變得較為得心應(yīng)手,取得了較好的效果。通說認(rèn)為異步電動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)與診斷方法主要有:①磁通檢測(cè)②電流高次諧波檢測(cè);③局部放電檢測(cè)。具體三種檢測(cè)與診斷方法的優(yōu)缺點(diǎn)如下:(1)局部放電檢測(cè)在檢測(cè)高壓電器方面比較方便,但是對(duì)低壓電機(jī)的檢測(cè)效果則相對(duì)較差;(2)電流高次諧波檢測(cè)具有不收高低壓限制的優(yōu)點(diǎn),但是由于其操作復(fù)雜,操作人員必須具備良好的專業(yè)知識(shí)方能使用,因此應(yīng)用也受到了一定的限制;(3)磁通檢測(cè)與局部放電檢查方法相同在對(duì)高壓電器檢測(cè)方面比較方便,但是由于其對(duì)弱信號(hào)的檢測(cè)能力較差,需要專門的設(shè)備輔助檢測(cè),因此應(yīng)用同樣受限。
3.結(jié)語
故障檢測(cè)診斷技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備的檢測(cè)中具有重要作用,對(duì)于保障礦山設(shè)備及員工的安全具有重要意義。為了提高故障檢測(cè)診斷技術(shù)的水平,需要對(duì)機(jī)工、電工和相關(guān)領(lǐng)域的工作人員進(jìn)行專門培訓(xùn),提高其自身的安全生產(chǎn)意識(shí)以及應(yīng)急反應(yīng)能力。以便更好地適應(yīng)擴(kuò)大化的生產(chǎn)的需求,進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。
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關(guān)鍵詞:煤礦開采;煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng);應(yīng)用特點(diǎn)
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.063
0 引言
進(jìn)入21世紀(jì),隨著我國(guó)工業(yè)行業(yè)的高度發(fā)展,對(duì)煤的需求量也在逐漸的增多,這也對(duì)煤礦行業(yè)的發(fā)展帶來新的挑戰(zhàn)機(jī)遇。隨著煤礦逐漸受到我國(guó)各行各業(yè)的重視,尤其是我國(guó)的工業(yè)領(lǐng)域,對(duì)煤礦的開采量也在逐漸的增多。然而在煤礦開采的過程中,主要是依靠機(jī)械作業(yè)的形式,進(jìn)行煤礦開采工作。但是,在現(xiàn)代煤礦開采的過程中,為了有效保證煤礦生產(chǎn)的安全和質(zhì)量,那么在煤礦開采的過程中,工作人員就需要對(duì)煤礦電氣系統(tǒng)進(jìn)行有效的利用,保證煤礦開采工作的安全性和質(zhì)量。本文就對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行了分析和闡述,希望可以我國(guó)的煤礦行業(yè)在不斷的發(fā)展中,起到一定程度上的幫助。
1 煤礦機(jī)械設(shè)備的介紹
煤礦機(jī)械是重機(jī)械的重要組成部分,其中包括很多的大型機(jī)械。因此,在不同的機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的過程中,其電氣系統(tǒng)而也是有所不同的。在煤礦開采的過程中,處于較深的煤礦,就相應(yīng)的就會(huì)用到一些較為大型的機(jī)械設(shè)備,其主要含有:巷道掘進(jìn)和支護(hù)設(shè)備、煤礦采掘設(shè)備、煤礦輸送設(shè)備、人員交通設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、安全監(jiān)控設(shè)備等。利用這些設(shè)備,可以有效的將巖石煤礦和混合煤礦進(jìn)行挖掘,這不僅僅在可以有效的提升工作效率,也改變了傳統(tǒng)的煤礦開采技術(shù),其安全性也相對(duì)得到了很大程度上的提升。
2 煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)應(yīng)用的特點(diǎn)分析
在煤礦開采的過程中,工作人員要對(duì)機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的應(yīng)用形式和特點(diǎn),進(jìn)行詳細(xì)的分析,這樣才可以并提高煤礦開采的效率,進(jìn)一步提高了安全的性能。
2.1 開采機(jī)械設(shè)電氣系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)
近幾年,我國(guó)煤礦在開采的過程中,重要是利用電牽引采煤機(jī),在結(jié)構(gòu)上一般是由多個(gè)電機(jī)進(jìn)行布置,并利用機(jī)載式交流變頻進(jìn)行煤礦的開采工作。在井下煤礦開采的過程中,工作人員在利用煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)進(jìn)行工作的過程中,一般是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行控制的,并且在煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)運(yùn)行的過程中,也會(huì)相應(yīng)的監(jiān)控護(hù)面,能將其整個(gè)運(yùn)行的狀態(tài)和出現(xiàn)的問題,進(jìn)行一定及時(shí)的反饋,這樣工作人員就可根據(jù)煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)反映的問題進(jìn)行及時(shí)的解決,這樣不僅僅提高了煤礦開采的工作效率,也對(duì)工作人員的生命安全進(jìn)行了保證。
煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)主要包括有:PLC 控制單元、電源、無線接收器等,由先導(dǎo)主回路、主控制系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)等各個(gè)部分所組成的。其中主系統(tǒng)主要包括有:主控器、操作站和電源等這幾個(gè)部分組成,這幾個(gè)部門可以將操作站的信息和命令進(jìn)行有效的傳遞,并對(duì)控制的信號(hào)近些年有效的處理,最終獲得結(jié)構(gòu),并將其結(jié)構(gòu)傳輸?shù)礁鱾€(gè)電氣系統(tǒng)中,以此實(shí)現(xiàn)了對(duì)開采機(jī)械的控制。操作站其實(shí)就是計(jì)算機(jī)的一個(gè)系統(tǒng),主要是將命令的編碼進(jìn)行一定的控制和傳輸,并對(duì)其信息進(jìn)行處理,最終顯示在展現(xiàn)的計(jì)算機(jī)屏幕上,為煤礦開采工作提高了準(zhǔn)確的信息。
2.2 皮帶傳輸機(jī)械設(shè)備的電氣系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)
皮帶機(jī)械電氣系統(tǒng)主要是對(duì)生產(chǎn)地面和井下煤礦開采的重要連接工具,其設(shè)備在運(yùn)行的過程中,是按照“逆煤流起車、順煤流停車”的運(yùn)行的原則,并且當(dāng)有事故發(fā)生的時(shí)候,能夠進(jìn)行緊急的停車。同時(shí)皮帶機(jī)械電氣系統(tǒng)具有集成控制、單機(jī)、手動(dòng)等多種形態(tài)的操作形式。并且在皮帶機(jī)械電氣系統(tǒng)運(yùn)行的過程中,還需要電控裝置、變頻器、轉(zhuǎn)動(dòng)裝置、調(diào)速藕合器等設(shè)備的配合,這樣對(duì)皮帶機(jī)械電氣系統(tǒng)的速度,就可以良好的進(jìn)行控制,通過變速的形式,對(duì)停車的形式進(jìn)行一定程度上的控制。
另外,在皮帶機(jī)械電氣系統(tǒng)運(yùn)行的過程中,還具有一定的健康系統(tǒng),對(duì)其運(yùn)輸?shù)乃俣取㈦姍C(jī)電流、煤流量運(yùn)輸進(jìn)行了有效的監(jiān)控,并對(duì)井內(nèi)的環(huán)境和溫度,也進(jìn)行了監(jiān)控,這樣在有任何問題出現(xiàn)的時(shí)候,皮帶機(jī)械電氣系統(tǒng)就可以及時(shí)的進(jìn)行反饋,方便了人們的對(duì)事故進(jìn)行及時(shí)的處理,避免安全事故的發(fā)生。同時(shí),在皮帶機(jī)械電氣系統(tǒng)運(yùn)行的過程中,也可以向相關(guān)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行一定程度上的保存,這樣可以為以后的工作,提供了良好的參考信息,提高了煤礦開采工作的效率。
3 結(jié)束語
通過以上的綜合論述,我們可以知道,煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)是我國(guó)煤礦開采的重要的信息技術(shù)。本文對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備電氣系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析,希望可以促進(jìn)我國(guó)煤礦行業(yè)的發(fā)展,并對(duì)其安全性也進(jìn)行了進(jìn)一步的提高,進(jìn)一步的推動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
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隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,全世界都面臨著嚴(yán)重的資源和能源危機(jī),現(xiàn)階段我國(guó)的形勢(shì)也不容樂觀。因此,開發(fā)新能源,提高能源效率,節(jié)約能源是解決能源危機(jī)的重要途徑。變頻節(jié)能技術(shù)是一種重要的節(jié)流方法被應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。本文重點(diǎn)探討了變頻節(jié)能技術(shù)在多種煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用,并對(duì)其未來的發(fā)展進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞:
煤礦機(jī)電設(shè)備;變頻節(jié)能技術(shù);技術(shù)應(yīng)用;發(fā)展趨勢(shì)
0引言
我國(guó)煤礦資源較為豐富,煤礦產(chǎn)業(yè)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位,對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)發(fā)揮了巨大作用。但目前,我國(guó)煤礦開采行業(yè)形勢(shì)不容樂觀,不僅耗能嚴(yán)重,且生產(chǎn)效率也較低。變頻節(jié)能技術(shù)作為一種重要的節(jié)流方法在煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中發(fā)揮了巨大的節(jié)能效率。比如,在礦井中通過應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)后,水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率較之前都有極大提高;再如,礦井中的重要?jiǎng)恿ω?fù)荷設(shè)備礦井提升機(jī)、空壓機(jī)、煤礦采掘運(yùn)輸機(jī)等設(shè)備在啟動(dòng)、加減速、制動(dòng)等方面發(fā)揮了巨大的節(jié)能效果。因此,變頻節(jié)能技術(shù)在我國(guó)煤礦的安全生產(chǎn)中具有重要的推廣價(jià)值。
1變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用分析
隨著變頻節(jié)能技術(shù)安全節(jié)能的功能逐漸凸顯,因此該技術(shù)在我國(guó)煤礦機(jī)電設(shè)備中被廣泛推廣應(yīng)用。筆者通過對(duì)變頻節(jié)能技術(shù)在機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用研究,重點(diǎn)闡述下該技術(shù)在以下主要機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用概況。
(1)變頻節(jié)能技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用。目前,采煤機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)已從“一拖二”發(fā)展為“一拖一”取得了進(jìn)一步的發(fā)展和完善,我國(guó)能量回饋型四象限運(yùn)行的交流變頻調(diào)速采煤技術(shù)已相當(dāng)成熟,國(guó)產(chǎn)電牽引采煤機(jī)的變頻器電壓為380,行走功率最大可為220Kw能夠在額定轉(zhuǎn)速下實(shí)現(xiàn)恒定轉(zhuǎn)矩調(diào)速以和在額定轉(zhuǎn)速以上情況下實(shí)現(xiàn)恒定功率調(diào)速及兩臺(tái)變頻器之間的主從控制和轉(zhuǎn)矩平衡。使用了回饋制動(dòng)的四象限變頻器的電牽引采煤機(jī),通過在我礦實(shí)踐應(yīng)用后可以看出,四象限變頻器調(diào)速電牽引采煤機(jī)能夠?qū)ξ也蓞^(qū)20º~30º的大傾角工作面較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩,確保牽引速度恒定不變,且未發(fā)生機(jī)器下滑跑車現(xiàn)象。同時(shí),四象限變頻器調(diào)速電牽引采煤機(jī)還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,方便操作,速度調(diào)節(jié)可靠等優(yōu)點(diǎn),切實(shí)有效地解決了電牽引采煤機(jī)在大傾角工作面采煤的技術(shù)難點(diǎn)。
(2)變頻節(jié)能技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用。煤礦提升機(jī)是煤礦生產(chǎn)過程中的重要機(jī)電設(shè)備,不僅能夠降低礦工的勞動(dòng)強(qiáng)度而且對(duì)礦工的安全生產(chǎn)也起到了有效的保障。以往提升機(jī)調(diào)速裝置的工作原理主要是在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路中通過利用金屬電阻來進(jìn)行調(diào)速操作,但是這種方式在實(shí)踐應(yīng)用過程中存在的缺點(diǎn)也較大,不僅具有較大的安全隱患,且電能的消耗也非常大。通過在提升機(jī)中引用變頻節(jié)能技術(shù)可以將交流四象限變頻調(diào)速系統(tǒng)與變頻防爆提升機(jī)相結(jié)合,采用無速度傳感器矢量控制方式以輸入和輸出接口來遠(yuǎn)程控制提升機(jī)操作。同時(shí)該變頻調(diào)速提升機(jī)還具有全面保護(hù)措施,如過流、過壓、欠壓及電機(jī)缺相保護(hù)等。
(3)變頻節(jié)能技術(shù)在皮帶輸送機(jī)中的應(yīng)用。傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置主要有以下六部分組成:電機(jī)、制動(dòng)器、聯(lián)軸器、減速機(jī)、耦合器、滾筒等部件組合如圖1所示。這種結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜且布置寬度尺寸也相對(duì)較大,維修保養(yǎng)也較多,主要是利用液力耦合器對(duì)皮帶機(jī)實(shí)施軟啟動(dòng),長(zhǎng)時(shí)間這樣就會(huì)使皮帶發(fā)生老化斷裂的情況。采用變頻節(jié)能技術(shù)后不僅縮小了布置空間,而且實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)。在皮帶輸送機(jī)中轉(zhuǎn)入了皮帶秤動(dòng)態(tài)稱重反饋控制系統(tǒng),這樣可以使皮帶根據(jù)物料的重量多少實(shí)現(xiàn)重載加速、輕載減速以及空載停止等變速運(yùn)輸,不僅節(jié)約了電能資源,而且有效提高了皮帶輸送機(jī)的工作效率。
(4)變頻節(jié)能技術(shù)在流體負(fù)荷設(shè)備中的應(yīng)用。變頻節(jié)能技術(shù)在流體負(fù)荷設(shè)備中應(yīng)用主要是對(duì)風(fēng)機(jī)和泵的調(diào)速控制。變頻調(diào)速在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用為了適應(yīng)礦井的特殊工作環(huán)境,通過對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行升級(jí)改造后,有效降低了以往的最低轉(zhuǎn)速,這樣改造后的風(fēng)機(jī)不僅更加適應(yīng)工作環(huán)境,而且每年也可以為企業(yè)節(jié)約不少電費(fèi)支出。而變頻調(diào)速系統(tǒng)在礦區(qū)液用泵在礦區(qū)給水中的應(yīng)用也發(fā)揮了重要作用,對(duì)設(shè)備的機(jī)械沖擊大大降低,工藝系統(tǒng)的控制也更加靈活,極大提高了產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)變頻技術(shù)對(duì)抽水泵實(shí)施加減速、平滑啟停的控制,使得井下液位時(shí)刻趨于穩(wěn)定狀態(tài),杜絕了水泵空轉(zhuǎn)和頻繁啟停的耗能。所以變頻節(jié)能技術(shù)對(duì)設(shè)備降低損耗及煤礦的安全生產(chǎn)都起到了積極的作用。
2變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的展望
現(xiàn)階段,變頻技術(shù)在煤礦采礦行業(yè)發(fā)揮至關(guān)重要的作用,隨著煤礦行業(yè)的廣泛應(yīng)用,可以看出未來發(fā)展空間巨大,采用變頻技術(shù)來提高煤礦行業(yè)的節(jié)能水平是發(fā)展的必然趨勢(shì)。我國(guó)是一個(gè)煤礦大國(guó),因此在今后的開采過程中所應(yīng)用到的設(shè)備種類也會(huì)持續(xù)增多,因此所應(yīng)用的與機(jī)電設(shè)備相匹配的變頻技術(shù)也會(huì)更大范圍地發(fā)揮作用。目前我國(guó)礦山開采中電子技術(shù)已被廣泛應(yīng)用,變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用必定會(huì)有一個(gè)很好的發(fā)展前景。
3結(jié)束語
變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用越來越廣泛,具有極大的市場(chǎng)發(fā)展前景。在當(dāng)下我國(guó)倡導(dǎo)節(jié)能化發(fā)展的今天,煤礦企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率,就一定要著重研發(fā)和應(yīng)用與機(jī)電設(shè)備相匹配的變頻節(jié)能技術(shù)。經(jīng)過在煤礦的實(shí)踐應(yīng)用證明,通過利用變頻節(jié)能技術(shù)不僅具有完善的變頻調(diào)節(jié)功能,而且還起到了節(jié)能減排的效果,有效推動(dòng)了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
作者:解瑩 單位:兗礦集團(tuán)鮑店煤礦機(jī)電工區(qū)
參考文獻(xiàn):
[1]王金龍.淺談煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[J].商品與質(zhì)量:學(xué)術(shù)觀察,2012(10).
【關(guān)鍵詞】變頻技術(shù);煤礦;機(jī)電設(shè)備
1 變頻技術(shù)概述
在煤礦機(jī)電設(shè)備的動(dòng)力設(shè)計(jì)過程中,機(jī)器設(shè)備在正常使用過程中并沒有必要在滿載負(fù)荷的情況下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間工作,為使設(shè)備既能滿足工作動(dòng)力要求又不造成能源浪費(fèi),很有必要在設(shè)備使用過程中融入變頻技術(shù),避免設(shè)備產(chǎn)生多余的力矩。變頻技術(shù)包括了點(diǎn)擊傳動(dòng)技術(shù)、電力電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù),是一門結(jié)合強(qiáng)弱電與機(jī)械設(shè)備的綜合技術(shù)。變頻技術(shù)的基本原理就是通過半導(dǎo)體元件將工頻電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為其他頻率,再將轉(zhuǎn)換的工頻交流電進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為直流電,依靠逆變器對(duì)電壓和電流進(jìn)行控制調(diào)節(jié),使機(jī)電設(shè)備能夠達(dá)到無級(jí)調(diào)速。更進(jìn)一步地講,煤礦機(jī)電設(shè)備中的變頻技術(shù)就是利用電機(jī)轉(zhuǎn)速與電流頻率之間的同比增長(zhǎng)關(guān)系,通過改變電流頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的有效合理控制。通過變頻技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電機(jī)的平穩(wěn)、自動(dòng)加減速控制,提高電機(jī)的工作效率并減小能源消耗。變頻器的電路通常分為四個(gè)部分,包括整流、直流、逆變和控制部分,各個(gè)部分相輔相成,共同控制著電機(jī)的工作,共同實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備轉(zhuǎn)速的自動(dòng)、節(jié)能、高效控制。
隨著全國(guó)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(gè)煤礦開采企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)也越來越激烈,煤炭企業(yè)作為用電大戶,能否有效提高機(jī)械設(shè)備的節(jié)能效率、減少污染排放在很大程度上決定著企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。在煤礦機(jī)械電設(shè)備中融入變頻技術(shù)是節(jié)能減排、提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、保護(hù)環(huán)境、保證企業(yè)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展的一個(gè)重要舉措。在當(dāng)前煤礦開采作業(yè)中,機(jī)械設(shè)備的用電量占用電總量的70%以上,因此變頻技術(shù)具有很大的節(jié)能潛力,是煤礦開采企業(yè)節(jié)能減排的關(guān)鍵,在煤礦生產(chǎn)中具有十分重要的意義。
2 變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電中的應(yīng)用
2.1 在提升機(jī)中的應(yīng)用
在礦井施工過程中,提升機(jī)主要承擔(dān)安全輸送施工物料與施工人員,作用顯著。其通常的傳統(tǒng)方式是先將其金屬電阻與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路內(nèi)部相連接,再借助鼓型控制器及接觸器來切除電阻展開調(diào)速。而在這一過程中電阻能會(huì)出現(xiàn)大量的消耗現(xiàn)象且散熱性能較差。因電阻的調(diào)速范圍較小,引發(fā)精確度過低。在減速段及下放過程中需動(dòng)力制動(dòng)直流電源與低頻電源,易導(dǎo)致設(shè)備受損,帶來較大的電能浪費(fèi),而在這個(gè)階段起安全性能也會(huì)受到質(zhì)疑。同時(shí)制約了礦山的安全生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率。
若變頻控制技術(shù)應(yīng)用在礦井提升機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,可在一定程度上避免許多弊病,一方面達(dá)到無級(jí)平穩(wěn)的加、減速。另一方面也可提高系統(tǒng)各方面的性能,從而增強(qiáng)對(duì)各方面的穩(wěn)固,優(yōu)點(diǎn)包括,可借助編程器的指令運(yùn)行程序編寫,穩(wěn)定電控系統(tǒng)中繼電器的邏輯關(guān)系,也可穩(wěn)固電路圖及梯形圖之間的相互轉(zhuǎn)換;控制的精度較高,具有可擴(kuò)展性,采用修改內(nèi)部系統(tǒng)就能完成對(duì)其系統(tǒng)功能各項(xiàng)參數(shù)的轉(zhuǎn)化;因外部的線路控制運(yùn)行的繼電器數(shù)量較少,因此故障也會(huì)隨之減少;速度與制動(dòng)時(shí)通過電氣控制,在一定程度上減少系統(tǒng)沖擊,減弱機(jī)械受磨損,進(jìn)而增加了設(shè)備的使用年限。系統(tǒng)的故障可借助觸摸顯示屏與編程器檢測(cè);回饋制動(dòng)方面,在提升機(jī)負(fù)力的狀態(tài)過程中,電機(jī)產(chǎn)生的再生能量直接反饋到電網(wǎng)內(nèi),電能的節(jié)約明顯提升。
2.2 在采煤機(jī)中的應(yīng)用
采煤機(jī)與提升機(jī)一樣,都具有啟停頻繁、變速復(fù)雜的特點(diǎn),在引入變頻器時(shí)就應(yīng)該考慮進(jìn)行四象限工作。采用四象限工作形式能夠?qū)Σ擅簷C(jī)進(jìn)行較大范圍的控制和調(diào)節(jié),確保采煤機(jī)的牽引速度能夠保持在一個(gè)較為穩(wěn)定的水平,避免機(jī)器出現(xiàn)溜車、下滑等現(xiàn)象。此外,引入變頻技術(shù)后采煤機(jī)的操作也相對(duì)簡(jiǎn)單,控制更加精確。
2.3 在皮帶機(jī)中的應(yīng)用
皮帶機(jī)的功率是借助繞線電機(jī)經(jīng)轉(zhuǎn)子繞組降壓?jiǎn)?dòng)再進(jìn)行工頻巡行,通過液力耦合器轉(zhuǎn)換到皮帶機(jī)。其工作原理借助驅(qū)動(dòng)輪轂,通過摩擦力倒動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng),而皮帶通過其明顯的張力變形與摩擦力帶動(dòng)運(yùn)行于滾軸上。轉(zhuǎn)子串接電阻改變轉(zhuǎn)矩與減壓空載啟動(dòng)等措施,啟動(dòng)電流較大,易產(chǎn)生電網(wǎng)電壓發(fā)生劇烈的波動(dòng)、發(fā)熱及電機(jī)內(nèi)部機(jī)械沖激等現(xiàn)象。因啟動(dòng)的時(shí)間較短,在一定程度上增強(qiáng)了皮帶的斷裂與老化,這就需要皮帶的韌性夠強(qiáng)。液力耦合器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)引發(fā)內(nèi)部的油溫升高,其磨碎部件的程度增大等,不僅增加了維修難度和成本,對(duì)環(huán)境的污染也有破壞作用,致使功率的平均及同步問題難以解決。運(yùn)用變頻技術(shù)完成皮帶傳輸機(jī)的軟起、軟停等,穩(wěn)固皮帶機(jī)工作性能。經(jīng)過改造,系統(tǒng)可按照負(fù)載的轉(zhuǎn)化情況,調(diào)節(jié)輸出的頻率及力矩,改善原來電機(jī)工頻的恒速運(yùn)行模式,節(jié)約電力能源的消耗。系統(tǒng)功率的因數(shù)若在過程中上升到90%,可大大提高其工作效率。高壓變頻器運(yùn)用了皮帶機(jī)的能量回饋功能,為節(jié)約能源消耗做出貢獻(xiàn),也降低了其他方面的設(shè)備維護(hù)費(fèi)用,節(jié)約了資金投放,完善了社會(huì)的環(huán)保。
2.4 在通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用
礦山施工中,通風(fēng)機(jī)內(nèi)的主扇風(fēng)機(jī)在實(shí)施礦物生產(chǎn)中占據(jù)重要的地位。是礦井的主要通風(fēng)設(shè)備,其運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間較長(zhǎng),普遍稱之為礦井施工中的呼叫系統(tǒng)。但隨著挖掘與開采技術(shù)的不斷發(fā)展,井下施工的風(fēng)壓也不斷在增加,通風(fēng)機(jī)所需的功率明顯增大。因此,變頻調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn),可通過巷道的風(fēng)量需求展開調(diào)速,在一定程度上減少了電能的消耗量,應(yīng)用效果十分顯著。
2.5 變頻控制技術(shù)在井下絞車電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
在電控系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速技術(shù),其中有一些具體細(xì)節(jié),輸入電源660V,頻率大小為50Hz,輸出功率可在0~50 之間調(diào)節(jié),電壓變動(dòng)范圍必須保持在負(fù)15%到正10%,頻率變動(dòng)的范圍保持在負(fù)2.5%到正2.5%,過載能力要強(qiáng),在負(fù)載變化負(fù)120%到正120%額定負(fù)載中符合四象限運(yùn)行要求。有自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升功能,在低頻運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候,能準(zhǔn)確保證全部額定轉(zhuǎn)矩,保護(hù)好各個(gè)元件過熱現(xiàn)象。快開門方式應(yīng)用于控制箱當(dāng)中,電氣控制應(yīng)用雙PLC 全數(shù)字控制系統(tǒng),硬件電路互相榮譽(yù)做好絞車提升控制與數(shù)字監(jiān)控,并且在PLC 發(fā)生故障能技術(shù)完成零食提升。在控制系統(tǒng)中配置正常操作,設(shè)置各種保護(hù)設(shè)備,其中過卷裝置、限速裝置和加速功能保護(hù)成為相互獨(dú)立的雙線模式。同時(shí)還是需要有保護(hù)試驗(yàn)的功能。沒有發(fā)出信號(hào)不能啟動(dòng)車,發(fā)出信號(hào)時(shí)間次數(shù)記憶要大于30 天,是的聲光信號(hào)與控制回路具有閉鎖功能。電流溫度等指標(biāo)能相對(duì)比較直觀。
3 結(jié)語
隨著國(guó)內(nèi)采礦業(yè)不斷發(fā)展,機(jī)電設(shè)備自然也面臨著許多挑戰(zhàn),而變頻技術(shù)的出現(xiàn),提升了設(shè)備安全可靠性,并具有速度可調(diào)、操作簡(jiǎn)單、工作效率高、占地面積小、拆裝方便以及節(jié)能降耗等特點(diǎn),有效帶動(dòng)了采礦業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行效率。同時(shí)隨著變頻控制技術(shù)的不斷改進(jìn),相信在不久的未來將在各業(yè)當(dāng)中都能得到廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
[1]賀和平.淺析變頻和變速技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].太原科技,2009(02).
【關(guān)鍵詞】煤礦機(jī)電設(shè)備;變頻技術(shù);節(jié)能效果
據(jù)統(tǒng)計(jì),煤礦主要生產(chǎn)系統(tǒng)的用電量占礦井企業(yè)用電量的70%~90%,特別是礦井提升機(jī)、膠帶輸送機(jī)、主要通風(fēng)機(jī)、主要排水泵等大功率用電設(shè)備在啟動(dòng)、加速、減速、制動(dòng)等過程中負(fù)荷變化很大,使電網(wǎng)產(chǎn)生電壓波動(dòng),影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。同時(shí),產(chǎn)生的機(jī)械沖擊,增加了設(shè)備的損傷,降低了使用壽命。隨著我國(guó)煤炭工業(yè)的飛速發(fā)展,變頻技術(shù)以其優(yōu)越的調(diào)速性能和顯著的節(jié)能效果,有效提高了煤礦機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化控制程度和運(yùn)行效率,在煤礦生產(chǎn)中得到越來越廣泛的應(yīng)用,成為煤礦企業(yè)節(jié)能降耗和提升裝備水平的有效途徑。
一、變頻技術(shù)的應(yīng)用原理和發(fā)展
我們充分將電子技術(shù)、微機(jī)技術(shù)與電機(jī)傳動(dòng)技術(shù)結(jié)合并應(yīng)用到變頻技術(shù)中,交流變頻調(diào)技術(shù)屬于一種綜合性機(jī)電一體和強(qiáng)弱電混合技術(shù)。它主要是通過具有通斷作用的電力半導(dǎo)體器件使工頻電源發(fā)生頻率變換的一種控制裝置,它利用整流橋使工頻電流發(fā)生交流電壓與直流電壓的轉(zhuǎn)換、并使交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源在經(jīng)過逆變器后電壓和頻率均可調(diào)的基本原理,它是一種不具有附加轉(zhuǎn)差損耗的高效率調(diào)速方式。這是變頻技術(shù)得以在能源危機(jī)中脫穎而出的主要因素,它實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的自動(dòng)與平滑的減速、增速,由此達(dá)到工作效率的大幅度提高,因而促進(jìn)了變頻技術(shù)的理論與技術(shù)應(yīng)用的快速發(fā)展。
功率器件也歷經(jīng)了GTR、IGBT交替的歷史過程,建立了智能功率模塊;同時(shí)它也取得了理論控制上的巨大進(jìn)步,轉(zhuǎn)矩直接控制與矢量控制廣泛應(yīng)用于變頻器的實(shí)際操作中,我們同時(shí)也將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊自動(dòng)化控制等作為變頻控制技術(shù)的研發(fā)方向等多方面的發(fā)展,促進(jìn)了變頻控制技術(shù)的迅速發(fā)展。
二、變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用分析
1、變頻技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用。在煤礦開采作業(yè)當(dāng)中,提升機(jī)的主要任務(wù)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(chǎn)中具有十分重要的作用。提升設(shè)備具有速度變化復(fù)雜、停啟頻繁等特點(diǎn),傳統(tǒng)的調(diào)速設(shè)備一般是將金屬電阻接入到機(jī)械設(shè)備的電機(jī)電路內(nèi)部,通過調(diào)節(jié)電阻大小來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速,這種傳統(tǒng)調(diào)速方式難免會(huì)帶來電阻消耗大、機(jī)械易發(fā)熱的缺點(diǎn),而且電阻器的調(diào)速范圍也較小,精度相對(duì)不足,在提升裝置的下降過程中還需要額外的動(dòng)力制動(dòng)電源,增大了電能浪費(fèi),對(duì)設(shè)備和煤礦作業(yè)的安全性也帶來了威脅。
將變頻技術(shù)引入到煤礦提升機(jī)設(shè)備中,能夠從根本上解決傳統(tǒng)變速裝置所帶來的弊端,不僅能夠使提升裝置實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、安全的加速減速及啟動(dòng)停止,還能有效加強(qiáng)提升機(jī)設(shè)備的安全、使用等各方面性能,增強(qiáng)對(duì)電機(jī)電路的保護(hù)作用。變頻技術(shù)能夠借助計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)提升機(jī)進(jìn)行編程命令的編寫,準(zhǔn)確控制電機(jī)工作系統(tǒng)中各個(gè)電路元件之間的邏輯關(guān)系,并減少電路中繼電器的使用數(shù)量,減少電路的建設(shè)和維修成本。變頻技術(shù)的控制精度相對(duì)傳統(tǒng)調(diào)速方法具有很大優(yōu)勢(shì),擴(kuò)展性能較好,可以通過修改電路編程命令來實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)系統(tǒng)功能的改變。此外,提升機(jī)的加減速和啟停都是通過電氣控制的,提高了設(shè)備的安全性,也減少了機(jī)械的磨擦和損耗,延長(zhǎng)了機(jī)器的實(shí)際使用壽命。
2、變頻技術(shù)在皮帶機(jī)中的應(yīng)用。在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中,皮帶機(jī)相對(duì)提升機(jī)來說功率較大,其工作原理是通過電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)牽動(dòng)皮帶運(yùn)轉(zhuǎn),從而將皮帶上的礦料沿皮帶運(yùn)輸?shù)侥康牡亍FУ倪\(yùn)轉(zhuǎn)需通過輪轂與皮帶的摩擦力來實(shí)現(xiàn),皮帶機(jī)的啟動(dòng)電流必須足夠大才能使得皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)。國(guó)內(nèi)大部分煤礦的皮帶機(jī)裝置是通過液力耦合器來實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)軟啟動(dòng)的,啟動(dòng)時(shí)電機(jī)電流較大,不僅會(huì)造成電路電壓急劇變化,還會(huì)加劇皮帶的老化和斷裂。另外,耦合器在工作過程中會(huì)產(chǎn)生熱能,使得機(jī)器內(nèi)部油溫升高,加速機(jī)械磨耗、老化,并對(duì)機(jī)器設(shè)備的安全性帶來不利影響。
將變頻技術(shù)引入到皮帶機(jī)中,能夠有效地實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的軟啟動(dòng),增加機(jī)器在運(yùn)行和啟停過程中的穩(wěn)定性。變頻技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)耦合器來說能量的利用率也得到了顯著提升,在整個(gè)工作過程中能源利用率能夠達(dá)到90%以上,有效減少了能源消耗。變頻技術(shù)將耦合器替代后,也大大節(jié)約了設(shè)備的維護(hù)和修理費(fèi)用,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
3、變頻技術(shù)在通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用。在煤礦開采作業(yè)中,通風(fēng)機(jī)在所有設(shè)備中占有十分重要的地位,在井下作業(yè)過程中通風(fēng)系統(tǒng)必須一直運(yùn)轉(zhuǎn),運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng),被形象地稱為煤礦開采工程的呼吸系統(tǒng)。隨著開采深度的不斷增大,對(duì)風(fēng)壓的要求也越來越大,通風(fēng)機(jī)所需要的功率也會(huì)隨開挖深度不斷變化。此外,通風(fēng)機(jī)與皮帶機(jī)一樣,都存在啟動(dòng)電流較大的問題,對(duì)電網(wǎng)設(shè)備具有一定的沖擊、磨擦和損耗。使用變頻技術(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制能夠有效減少電能消耗,同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng),延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的使用壽命。
4、變頻技術(shù)在排水泵中的應(yīng)用。排水泵擔(dān)負(fù)著全礦井的排水任務(wù),是礦井安全生產(chǎn)的重要設(shè)備之一。在礦井建設(shè)、生產(chǎn)以及雨季、冬季等不同時(shí)期,礦井的涌水量都是不同的,需要經(jīng)常根據(jù)實(shí)際涌水量調(diào)節(jié)礦井的排水量,而礦井主要排水泵的能力則是按照礦井的最大涌水量選型裝備的。因此,礦井的主要排水泵長(zhǎng)期處在“大馬拉小車”現(xiàn)象,造成無謂的電能浪費(fèi)。對(duì)主要排水泵的變頻技術(shù)改造,重點(diǎn)是根據(jù)礦井的實(shí)際涌水量,設(shè)定電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行頻率以改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,滿足礦井實(shí)際涌水量的排水需求,避免“大馬拉小車”現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計(jì),主要排水泵在變頻技術(shù)改造后,節(jié)約電能至少在30%以上。
結(jié)語:通過對(duì)這些主要生產(chǎn)系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備的變頻技術(shù)改造和推廣應(yīng)用,既改善了設(shè)備運(yùn)行性能,提高了礦井裝備水平,增強(qiáng)了礦井安全生產(chǎn)保障能力,又起到了很好的節(jié)能降耗效果,為煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)安全高效生產(chǎn)提供了有力支撐。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:煤礦;機(jī)電設(shè)備;變頻技術(shù)
在煤礦企業(yè)經(jīng)營(yíng)發(fā)展中,生產(chǎn)活動(dòng)涉及內(nèi)容較廣,需要借助大量先進(jìn)的機(jī)電設(shè)備輔助作業(yè)活動(dòng)開展,對(duì)于電能的消耗量較大,而在當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略背景下,為了降低電能資源的消耗,運(yùn)用變頻技術(shù)具有十分突出的作用。故此,煤礦企業(yè)應(yīng)該充分發(fā)揮變頻技術(shù)優(yōu)勢(shì),廣泛應(yīng)用在機(jī)電設(shè)備操作中,在提升煤礦生產(chǎn)技術(shù)水平的同時(shí),取得了較為可觀的成效,對(duì)于煤礦企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展影響十分深遠(yuǎn)。由此看來,加強(qiáng)煤礦機(jī)電設(shè)備變頻技術(shù)運(yùn)用研究十分關(guān)鍵,有助于為后續(xù)工作開展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和保障。
1 變頻技術(shù)概述
1.1 變頻技g原理
煤礦機(jī)電設(shè)備的設(shè)計(jì),在符合動(dòng)力學(xué)要求的同時(shí),還需要充分考慮到機(jī)電設(shè)備運(yùn)行荷載要求,可以滿足煤礦機(jī)電設(shè)備正常運(yùn)行的同時(shí),還可以有效提升電能利用效率,運(yùn)用變頻技術(shù)是很有必要的,確保煤礦機(jī)電設(shè)備可以正常運(yùn)行。就變頻技術(shù)來看,其中集合了電力電子技術(shù)、電機(jī)傳動(dòng)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等眾多技術(shù)優(yōu)勢(shì),技術(shù)綜合性較強(qiáng)。變頻技術(shù)主要是借助半導(dǎo)體元件,工頻電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為其他頻率,并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成直流電,實(shí)現(xiàn)對(duì)電流和電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)整,確保機(jī)電設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行[1]。
煤礦機(jī)電設(shè)備中運(yùn)用變頻技術(shù),即運(yùn)用電機(jī)轉(zhuǎn)速和電流頻率的同比增長(zhǎng)關(guān)系,實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備的有效控制和管理,確保煤礦機(jī)電設(shè)備能夠正常運(yùn)行。通過變頻技術(shù)的運(yùn)用,在保證電機(jī)設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí),還可以有效提升機(jī)電設(shè)備運(yùn)行效率,降低電能損耗,提升煤礦企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
1.2 變頻技術(shù)運(yùn)用的作用
在煤礦企業(yè)機(jī)電設(shè)備操作中運(yùn)用變頻技術(shù),是新時(shí)期激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)需要,尤其是在當(dāng)前我國(guó)煤礦資源的持續(xù)開發(fā),煤礦資源總量逐漸減少,煤礦企業(yè)為了能夠在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)更大的市場(chǎng)份額,謀求長(zhǎng)遠(yuǎn)生存和發(fā)展,提升機(jī)電設(shè)備運(yùn)行效率的同時(shí),還可以降低對(duì)環(huán)境的污染,意義十分深遠(yuǎn)。故此,煤礦企業(yè)機(jī)電設(shè)備中運(yùn)用變頻技術(shù),是新時(shí)期企業(yè)謀求長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的有效措施之一[2]。煤礦機(jī)電設(shè)備使用中,占總用電量超過70%以上,可以說,變頻技術(shù)具有十分深遠(yuǎn)的影響。但是更為重要的是,在變頻技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用中,除了應(yīng)該充分發(fā)揮技術(shù)的節(jié)能性和可控性優(yōu)勢(shì)以外,還應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的變頻器,提升煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行效率,創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。
2 煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻技術(shù)的運(yùn)用
2.1 提升機(jī)中的變頻技術(shù)
煤礦作業(yè)活動(dòng)開展中,提升機(jī)在其中所起到的作用必不可少,主要是為了將工作人員和礦山材料運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢?,為后續(xù)的煤礦作業(yè)活動(dòng)有序開展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和保障。提升設(shè)備自身停啟頻繁,傳統(tǒng)的調(diào)速設(shè)備通過電阻大小來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速,但是這種方式耗能較大,機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行發(fā)熱現(xiàn)象嚴(yán)重,進(jìn)度不足,所以帶來了嚴(yán)重的電能浪費(fèi),在不同程度上影響到煤礦設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行[3]。
變頻技術(shù)在煤礦提升設(shè)備中運(yùn)用,可以有效改善傳統(tǒng)調(diào)速裝置中存在的缺陷和弊端,有助于保證設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行,充分發(fā)揮設(shè)備運(yùn)行性能,同時(shí)為電極電路安全運(yùn)行提供保護(hù)作用。與此同時(shí),變頻技術(shù)中集合了計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),編寫編程命令,有效的控制電機(jī)工作系統(tǒng)中電路元件邏輯關(guān)系,盡可能降低電路建設(shè)成本,創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。變頻技術(shù)對(duì)于轉(zhuǎn)速進(jìn)度控制作用十分突出,動(dòng)態(tài)改變提升機(jī)系統(tǒng)功能。與此同時(shí),通過變頻技術(shù)來調(diào)控提升機(jī)轉(zhuǎn)速,促使設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí),盡可能降低電能的損壞,提升煤礦生產(chǎn)效率,做出更大的貢獻(xiàn)。
2.2 皮帶機(jī)中的變頻技術(shù)
在煤礦企業(yè)正常生產(chǎn)作業(yè)活動(dòng)開展中,皮帶機(jī)主要是通過電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)牽動(dòng)皮帶運(yùn)轉(zhuǎn),將礦料運(yùn)輸?shù)矫旱V作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。而皮帶機(jī)的正常使用需要充足的啟動(dòng)電流方可實(shí)現(xiàn)[4]。皮帶機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的電流較大,造成電壓和電力變化的同時(shí),還會(huì)加劇設(shè)備磨損和老化,為后續(xù)生產(chǎn)活動(dòng)埋下一系列安全隱患,影響到機(jī)電設(shè)備原有作用發(fā)揮。
故此,變頻技術(shù)在皮帶機(jī)中運(yùn)用,有助于皮帶機(jī)啟停穩(wěn)定,降低電能的消耗,提升能源利用效率。可以說,變頻技術(shù)較之傳統(tǒng)的技術(shù)而言,可以有效提升設(shè)備運(yùn)行效率,同時(shí)還可以降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用,提升煤礦企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。
2.3 通風(fēng)機(jī)中的變頻技術(shù)
煤礦開采作業(yè)中,通風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行直接影響到煤礦開采活動(dòng)的安全穩(wěn)定開展,通風(fēng)系統(tǒng)需要長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn),為井下作業(yè)營(yíng)造一個(gè)良好的環(huán)境。尤其是在煤礦開采作業(yè)活動(dòng)的持續(xù)深化階段,我國(guó)的煤炭作業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)深入開采階段,所以對(duì)于井下作業(yè)環(huán)境提出了更高的要求。但是,通風(fēng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中,也存在一系列安全隱患,在瞬時(shí)啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電流較大,加劇機(jī)電設(shè)備運(yùn)行磨損、老化。通過變頻技術(shù)的運(yùn)用,可以有效降低電能損耗,確保機(jī)電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。
2.4 采煤機(jī)中的變頻技術(shù)
采煤機(jī)作為煤礦開采中重要組成部分,較之提升機(jī)設(shè)備一樣,設(shè)備啟停較為頻繁,所產(chǎn)生的電流較大,加之設(shè)備運(yùn)行變速較為復(fù)雜,所以在機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中,需要充分考慮到變頻器的四象限設(shè)置。通過四象限方式,可以根據(jù)實(shí)際情況,對(duì)采煤機(jī)牽引速度實(shí)現(xiàn)一個(gè)大范圍的調(diào)控,保證設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行,運(yùn)行速度始終保持在一個(gè)穩(wěn)定水平,避免后續(xù)設(shè)備使用過程中發(fā)生溜車問題。更為關(guān)鍵的是,變頻技術(shù)作為一項(xiàng)前沿技術(shù),實(shí)際運(yùn)用中采煤機(jī)操作簡(jiǎn)單,獲得更高水平的精準(zhǔn)度。
2.5 泵中的變頻技術(shù)
泵主要是起到液體輸送作用,有助于在后續(xù)礦區(qū)壓力控制中起到更為重要的作用。以往采礦作業(yè)中,泵長(zhǎng)時(shí)間空轉(zhuǎn),運(yùn)行負(fù)荷較大,頻繁的啟停除了加劇設(shè)備磨損和老化的同時(shí),還會(huì)造成嚴(yán)重的能源消耗,埋下一系列安全故障問題。而在泵運(yùn)行中運(yùn)用變頻技術(shù),可以有效提升設(shè)備運(yùn)行效率,盡可能消除設(shè)備中存在的安全隱患,在滿足設(shè)備運(yùn)行的同時(shí),還可以獲得更加可觀的節(jié)能效果,滿足當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展需要。此外,變頻器在水泵中運(yùn)用,有助于井下液保持在一個(gè)恒定的階段,促使機(jī)電設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。
3 結(jié)束語
綜上所述,煤礦企業(yè)在生產(chǎn)作業(yè)中,通過變頻技術(shù)的運(yùn)用,有助于保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行,盡可能消除其中存在的安全隱患,充分發(fā)揮機(jī)電設(shè)備原有作用為企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益,謀求長(zhǎng)遠(yuǎn)生存和發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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[2]王恩標(biāo).煤礦機(jī)電設(shè)備變頻技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2014,22(17):745.
部分的礦物質(zhì)處于較深的地下土層中,在對(duì)這些煤礦進(jìn)行開采工作時(shí),需要先進(jìn)行開挖礦井工作,而礦井開挖工作具有一定的難度,由此可以看出,這一階段的煤礦開挖工作相比于露天煤礦開挖工作要更加的復(fù)雜,其開挖的要求也相對(duì)較高。在開挖工作中,需要采用的相關(guān)煤礦機(jī)械設(shè)備包括:煤礦采掘設(shè)備、支護(hù)設(shè)備、煤礦運(yùn)輸設(shè)備以及通訊設(shè)備等。其中煤礦采掘設(shè)備是生產(chǎn)設(shè)備中的主要設(shè)備之一,而這種設(shè)備也包含一些分支設(shè)備,有交流變頻電牽引采煤機(jī)以及連續(xù)采煤機(jī)等。而其他的設(shè)備中也包含很多設(shè)備的類型,可以說,在煤礦開采工作中使用的機(jī)械設(shè)備類型相對(duì)較多,由此也不難看出煤礦開采工作的復(fù)雜性。而在這些機(jī)械設(shè)備中,對(duì)電氣系統(tǒng)的要求也相對(duì)較高,不僅要求其應(yīng)該具有足夠的反應(yīng)靈敏度,而且要能夠及時(shí)的將信息進(jìn)行反饋,從而保障生產(chǎn)的安全,這樣才能夠使得開采工作的效率得到有效的提升。
2常用煤礦機(jī)械設(shè)備的電氣系統(tǒng)特點(diǎn)
2.1采煤機(jī)械的電氣系統(tǒng)特點(diǎn)
目前,井下采掘主要采用的是電牽引采煤機(jī),結(jié)構(gòu)上通常為多電機(jī)并排布置,采用機(jī)載式交流變頻無級(jí)調(diào)速銷軌式無鏈牽引。井下采煤機(jī)的電氣系統(tǒng)多以計(jì)算機(jī)操作控制,并且配有中文狀態(tài)監(jiān)控界面,能夠?qū)⑦\(yùn)行狀態(tài)、故障警報(bào)等實(shí)時(shí)反饋。電控系統(tǒng)一般包括PLC控制單元、電源、無線接收器等,由先導(dǎo)主回路、主控制系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)等部分組成。主控系統(tǒng)主要由主控器、操作站和電源組成。主控器采用PLC控制系統(tǒng),能夠?qū)⒉僮髡緜鬏斶^來的操作指令以及采集到的各傳感器的控制信號(hào)按預(yù)定程序進(jìn)行處理,獲得的結(jié)果輸送到各執(zhí)行機(jī)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤機(jī)的控制。操作站是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng),它主要具有兩方面功能:一是把采煤機(jī)的操作變成對(duì)應(yīng)的指令編碼傳輸給主控器;二是將主控器輸出的信息處理后,顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上,能實(shí)時(shí)反饋故障和警告信息。調(diào)速系統(tǒng)主要采用的是交流變頻調(diào)速系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用變頻器控制交流牽引電機(jī)電源供給,交流變頻器無論是對(duì)其本身還是對(duì)其負(fù)載電機(jī)都具有完善的保護(hù)功能。
2.2皮帶輸送設(shè)備的電氣系統(tǒng)特點(diǎn)
一般皮帶輸送機(jī)的電氣系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)與地面生產(chǎn)系統(tǒng)及井下給煤機(jī)之間設(shè)有連鎖功能,使設(shè)備運(yùn)行遵循“逆煤流起車,順煤流停車怕勺原則,并能在事故情況下緊急停車。其電氣控制系統(tǒng)具有集成控制、單機(jī)、手動(dòng)等多種操作方式。電控裝置與變頻器、傳動(dòng)裝置、調(diào)速藕合器等配合,能控制帶輸送機(jī)的傳送速度,通過變速來實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的軟停車。輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能夠顯示皮帶速度、電機(jī)電流、煤流量運(yùn)輸狀態(tài)、環(huán)境溫度等信息,出現(xiàn)故障還能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)語音報(bào)警及故障提示。利用計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò),能夠和全礦井的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),一旦在別的監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出事故警報(bào)或故障警報(bào)能及時(shí)獲得聯(lián)網(wǎng)指令停車。皮帶輸送機(jī)還能實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)所有監(jiān)測(cè)的運(yùn)行數(shù)據(jù),包括帶傳動(dòng)線速度、運(yùn)行時(shí)間等。對(duì)關(guān)鍵監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如滾筒軸承溫度等,還能實(shí)時(shí)顯示和記錄信息,實(shí)時(shí)報(bào)警打印,并提供所有的報(bào)警歷史信息的查詢。
3結(jié)束語
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