煤礦生產(chǎn)中的許多環(huán)節(jié)消耗大量電能，如提升運(yùn)輸、井下通風(fēng)、排風(fēng)等。在這種情況下，臺(tái)達(dá)變頻器的應(yīng)用為煤礦生產(chǎn)節(jié)能帶來(lái)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(duì)節(jié)能減排起到了重要作用。那么臺(tái)達(dá)變頻器的工作原理是什么呢？實(shí)際煤礦生產(chǎn)中如何利用臺(tái)達(dá)變頻器節(jié)能？在設(shè)計(jì)上應(yīng)該采取什么措施來(lái)提高臺(tái)達(dá)變頻器？讓我們一起討論一下。
一、臺(tái)達(dá)變頻器及其工作原理
臺(tái)達(dá)變頻器主要采用變頻技術(shù)和微電子技術(shù)。臺(tái)達(dá)變頻器的基本工作原理是通過(guò)改變電流頻率來(lái)控制交流電機(jī)的功率控制設(shè)備。除了運(yùn)行交流機(jī)械設(shè)備外，臺(tái)達(dá)變頻器還可以通過(guò)改變電壓和工頻來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能調(diào)速的功能，有效降低了機(jī)械設(shè)備的能耗，給煤礦機(jī)電設(shè)備帶來(lái)了更大的經(jīng)濟(jì)效益。臺(tái)達(dá)變頻器不僅可以節(jié)能，還可以提供很多保護(hù)功能，比如為一些機(jī)電設(shè)備的過(guò)壓、過(guò)載、過(guò)流提供保護(hù)。
二、和臺(tái)達(dá)變頻器在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用
1.在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用
目前，臺(tái)達(dá)變頻器在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在帶式輸送機(jī)上，其主要工作原理是通過(guò)皮帶彈性的物理特性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)皮帶靜止或運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，它含有大量能量。如果在啟動(dòng)時(shí)沒(méi)有增加一些軟啟動(dòng)裝置，皮帶中的能量會(huì)很快釋放出來(lái)。如果產(chǎn)生過(guò)大的張力，皮帶將很容易被扯掉。因?yàn)榕_(tái)達(dá)變頻器，這個(gè)現(xiàn)象得到了很大的緩解。通過(guò)對(duì)帶式輸送機(jī)的改進(jìn)，給企業(yè)帶來(lái)了許多經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(a)臺(tái)達(dá)變頻器為帶式輸送機(jī)增加軟啟動(dòng)模式，使帶式輸送機(jī)在行駛過(guò)程中緩慢啟動(dòng)，皮帶張力緩慢增加，而不是瞬間增加。軟啟動(dòng)時(shí)，皮帶中的能量緩慢釋放，有效防止啟動(dòng)時(shí)皮帶斷裂；
(b)臺(tái)達(dá)變頻器的使用也使帶式輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)了多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的功率平衡。使用臺(tái)達(dá)變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)，通常采用一臺(tái)電機(jī)一臺(tái)控制裝置的方法。當(dāng)多臺(tái)電機(jī)同時(shí)使用時(shí)，可以更好地實(shí)現(xiàn)主控和從控，也可以實(shí)現(xiàn)功率平衡。
(c)臺(tái)達(dá)變頻器可以降低帶式輸送機(jī)中的皮帶強(qiáng)度，有效延長(zhǎng)帶式輸送機(jī)的使用壽命，降低對(duì)皮帶強(qiáng)度的要求，從而間接降低煤礦機(jī)電設(shè)備的成本投入。
(d)臺(tái)達(dá)變頻器在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用可以更gaoxiao地提高機(jī)電設(shè)備的使用壽命，降低設(shè)備的維護(hù)量和成本。此外，帶式輸送機(jī)對(duì)機(jī)械設(shè)備和零件沒(méi)有影響。在使用中，也大大降低了帶式輸送機(jī)的維護(hù)頻率和維護(hù)量。
2，臺(tái)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(yùn)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(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的功耗，通過(guò)使用臺(tái)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(gè)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(jì)和老礦井改造中，應(yīng)首先考慮礦井提升機(jī)的電氣設(shè)備，通過(guò)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(jī)械設(shè)備。采用臺(tái)達(dá)變頻器后，使用礦井提升設(shè)備的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(a)采用臺(tái)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(tái)達(dá)變頻器，所以采用了磁通矢量控制，交流電機(jī)的調(diào)速性能幾乎與DC電機(jī)相當(dāng)，控制精度非常高；
(b)利用臺(tái)達(dá)變頻器提高礦井提升設(shè)備的工作可靠性。臺(tái)達(dá)變頻器使用電氣元件，比其他元件壽命長(zhǎng)。并具有完善的保護(hù)功能，使其應(yīng)用于礦井提升設(shè)備時(shí)工作可靠性高。
(c)臺(tái)達(dá)變頻器的使用也減少了礦井提升設(shè)備的維護(hù)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(duì)設(shè)備的維護(hù)和檢修，降低了工作人員的工作強(qiáng)度。
(d)臺(tái)達(dá)變頻器的使用使其調(diào)速范圍廣，屬于無(wú)級(jí)調(diào)速，低速時(shí)穩(wěn)定性好。
三、臺(tái)達(dá)變頻器煤礦設(shè)備節(jié)能
1.帶式輸送機(jī)的變頻節(jié)能
采用臺(tái)達(dá)變頻器后，帶式輸送機(jī)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(gè)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(jì)上有較大的余量，大部分在工作時(shí)無(wú)法滿負(fù)荷運(yùn)行。機(jī)電設(shè)備往往在滿載電壓和全速下負(fù)載較小，有時(shí)空載運(yùn)行，使得機(jī)械設(shè)備的使用效率過(guò)低。或者空載和輕載運(yùn)行給整個(gè)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(jī)采用臺(tái)達(dá)變頻器時(shí)，帶式輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)已達(dá)到0.9kW以上，大大提高了運(yùn)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(yùn)行率
使用臺(tái)達(dá)變頻器時(shí)，電機(jī)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(duì)較低，使用臺(tái)達(dá)變頻器可使整個(gè)皮帶輸送系統(tǒng)的效率提高5個(gè)點(diǎn)~10個(gè)點(diǎn)。
此外，礦井一般距離變電站較遠(yuǎn)，不同時(shí)期電壓變化較大。臺(tái)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(jiàn)，臺(tái)達(dá)變頻器無(wú)論是對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備的技術(shù)升級(jí)，還是經(jīng)濟(jì)效益，都將帶來(lái)巨大的效益。隨著時(shí)代的發(fā)展，臺(tái)達(dá)變頻器將廣泛應(yīng)用于帶式輸送機(jī)設(shè)備中。
2、礦井提升設(shè)備應(yīng)用臺(tái)達(dá)變頻器節(jié)能實(shí)施方案
因?yàn)榕_(tái)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(guò)程中的節(jié)能效果主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。
(1)升級(jí)過(guò)程中的節(jié)能
礦井絞車處于提升狀態(tài)時(shí)，電機(jī)處于電動(dòng)工作狀態(tài)。由于絞車是恒扭矩負(fù)載，臺(tái)達(dá)變頻器可以通過(guò)調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速來(lái)節(jié)能。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，可以達(dá)到相應(yīng)程度的節(jié)能效果。
(2)下降時(shí)節(jié)能
當(dāng)?shù)V用絞車處于下降狀態(tài)時(shí)，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，這是一個(gè)將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。當(dāng)使用能量反饋型臺(tái)達(dá)變頻器時(shí)，臺(tái)達(dá)變頻器會(huì)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(tái)達(dá)變頻器在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用不僅體現(xiàn)在帶式輸送機(jī)和礦井提升設(shè)備中，還廣泛應(yīng)用于泵和風(fēng)機(jī)、絞車等煤礦設(shè)備中。目前國(guó)內(nèi)這些煤礦裝備行業(yè)，大部分臺(tái)達(dá)變頻器廠商還沒(méi)有深度參與合作，這里還有臺(tái)達(dá)變頻器應(yīng)用市場(chǎng)。它通過(guò)gaoxiao轉(zhuǎn)換不同形式的電能，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的控制，對(duì)煤礦生產(chǎn)具有重要意義。隨著時(shí)代的發(fā)展，相信會(huì)有更多的變頻技術(shù)被開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，臺(tái)達(dá)變頻器也會(huì)被廣泛應(yīng)用。
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