變頻調速技術在礦山中的廣泛使用-科技論文

1概述
地下礦山的生產較露天礦山復雜。由于井下生產的空間窄小，使生產設備環(huán)境潮濕、陰暗，粉塵大、噪音大、振動大、并有塌方的危險，工作條件十分惡劣。因此，井下生產設備的體積受限，這些設備以小型化為主，體積小、重量輕，對電氣傳動的要求不高。但提升、排水、通風、壓氣等固定設備是地下礦山的要害部門，也是耗電大戶，因此，這些設備的安全運行和節(jié)能就顯得至關重要。
根據(jù)我們多年來從事礦山電氣傳動的經驗及在礦山進行變頻調速的應用實踐，我認為，在礦山應用變頻調速技術對于提高礦山生產設備的效率，節(jié)約電能都是至關重要的。但遺憾的是在礦山應用變頻調速技術還很不普遍，除了因變頻器的投資問題外，與人們對變頻器的認識不夠有關，也與不能正確了解礦山設備對變頻器的特殊要求、不能正確地應用變頻器、因此所帶來的負面影響有很大關系。
本文主要介紹目前礦山應用變頻器的狀況，礦山設備對電氣傳動的特殊要求，以及如何正確地選用變頻器等。
2變頻器在露天礦山設備中的應用
2.1電鏟。電鏟用于裝載礦巖，其工作條件非常惡劣，特別是在爆破不好的情況下挖根底作業(yè)，經常出現(xiàn)過大的沖擊載荷，甚至堵轉。因此，電鏟對電氣傳動系統(tǒng)就有較高的要求^要求電氣傳動系統(tǒng)的機械特性曲線的包絡面積大，有足夠的有用功率；要求有良好的調速性能，能四象限運行，能快速地進行加、減速和反轉，動態(tài)響應速度快；要求系統(tǒng)制動性能好，并能回收能量；要求系統(tǒng)運行可靠，維修方便等。由于電鏟對電氣傳動系統(tǒng)的這些特殊要求，所以，我國電鏟目前應用的電氣傳動系統(tǒng)主要還是直流傳動系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)都還存在直流電機的固有的缺點，即維修工作量大、效率較低等。工作機構處于再生制動工作時，逆變器將再生制動能量反饋到公共直流母線上，可供其它工作機構使用，使能量得到充分利用。使用不完的制動能量，可以通過制動電阻消耗掉。
2.2變頻器在牙輪鉆機中的應用牙輪鉆機是露天礦山、尤其是大型露天礦山的主要穿孔設備。為使牙輪鉆機在不同的巖層中都能保持較佳的鉆進狀態(tài)，要求鉆機的回轉機構能根據(jù)巖層的性質進行無級調速。鉆機的提升I行走機構也需要無級調速。目前，牙輪鉆機的回轉機構和提升I行走機構一般都是直流電動機傳動。牙輪鉆機上應用變頻調速技術不僅是為了節(jié)能，更重要的是為了提高鉆機的生產效率，降低維修工作量。我國礦山的牙輪鉆機的變頻調速還在開發(fā)試驗之中，尚未在推廣應用。
2.3電動輪汽車的電氣傳動目前，大型露天礦山的運輸主要是采用無軌運輸，而主要運輸設備是大型汽車，特別是電動輪汽車成為了大型露天礦山的主要運輸設備。這是因為電氣傳動比機械傳動有更多的優(yōu)點。如調速性能好，響應速度快，調速平滑無沖擊；可實現(xiàn)恒功率調節(jié)，能充分利用柴油發(fā)動機的功率，耗油少；制動安全，牽引特性好等。電動輪汽車的電氣傳動系統(tǒng)主要有柴油發(fā)動機帶動的直流發(fā)電機-直流電動機系統(tǒng)和柴油發(fā)動機帶動的交流發(fā)電機-交流電動機系統(tǒng)，它通過控制發(fā)電機的勵磁來控制電動機的轉速。隨著變頻調速技術的發(fā)展，人們也在探討將變頻調速技術應用于電動輪汽車電氣傳動的可能性。但目前尚未見到成功的先例。不過，作為大型露天礦山的主要運輸設備的電動輪汽車，人們會繼續(xù)努力，研究將變頻調速技術應用于電動輪汽車，以進一步改善其調速性能，提高其運輸能力。3結束語
《中華人民共和國節(jié)約能源法》第39條，已將變頻調速技術列為通用節(jié)能技術加以推廣。在礦山推廣應用變頻器節(jié)能是重要目的之一，如風機、水泵；同時也有提高生產效率、降低維修工作量、提高產品質量等目的，如電鏟、牙輪鉆機、礦井提升機等。在礦山應用變頻器和其它工業(yè)部門有相同之處，也有不同之處，如電鏟、牙輪鉆機、礦井提升機等設備應用變頻器有一豺特殊要求，所用的變頻器還有一些技術開發(fā)工作要做。建議有關科研院所、變頻器生產廠家和礦山用戶共同合作，開發(fā)我國礦山設備使用的變頻器。
本文的目的在于拋磚引玉。由于作者的水平有限，資料不夠，經驗不足，所述內容錯誤之處在所難免，所論觀點也屬一孔之見，歡迎讀者和朋友們批評指正。