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煤矿企业生产中电力电子技术的应用

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【关键词】电力电子技术;煤矿企业;煤矿

生产电力资源于现代化矿井运行中占据重要地位,矿井电能消耗中功耗占据较大比重,随着科学技术不断发展,电力电子技术也于近几年得以迅速发展。目前此技术已成为控制技术及电子技术等技术交叉的一项高新技术,此项技术对高新技术发展、能源节约及传统工业改造均起到相应推动作用。因此,将此技术应用至矿井现代化建设中具备重要意义。

1电力电子技术概述及发展趋势

1.1电力电子技术概述

电力电子技术为创建于自动控制、电工原理、电子学三项学科上的新兴学科,因自身为大功率电技术,且于强电工业服务中得以大范围应用,所以,多将此学科归为电工类学科,电力电子电路、电力电子器件、电力电子装置及系统等为电力电子技术主要内容。半导体为电力电子器件基本材料,单晶硅为常用材料,半导体物理学为理论基础,半导体器件工艺为主要工艺技术。同时,微电子学技术也于近代新型电力电子器件中得以广泛应用。电力电子电路以电子学理论为基础,结合电能转换需求、器件特点,创造出众多电能转换电路。此部分电路中涵盖多种信息处置、显示、保护、触发、控制、继电接触等二次电路、外围电路。借助此部分电路,结合应用对象差异,构建适用于各种用途的整机,此类整机被称作电力电子装置。此部分装置通常同配套设施及负载等构成一个系统。

1.2电力电子技术发展趋势

煤矿电力电子技术于国内起步较晚,同发达国家相较而言,具备一定差距,国内现阶段发展趋势为研发具备自主知识产权的核心设施,将研发煤矿开采技术、配套设施作为重点。此外,还应创建计算机设备专家机制,为设备产品添设通讯功能,借此对综合自动化需求予以满足,为降低矿井生产风险,还应将煤矿机器人作为煤矿机电一体化技术研究重点。因电力电子技术具备适应性较强、安全性较高及工作效率较高等优势广泛应用至现阶段煤矿生产中。将此技术引入至煤矿生产中,除可降低操作人员工作强度外,还可提升煤矿生产能力、生产水平,创造巨大社会效益、经济效益。同时,煤矿企业还可于矿井照明装置中引入电力电子技术,如引进高可靠性、低电磁污染、性能先进且开发成本较低的电子整流器,如高频逆变式镇流器,以此还可提升煤矿生产设备的节能程度。此外,还可推动地面设施高效率运转,如洗煤工艺程序中的风机、水泵、压缩装置、发电厂物料输送、电机传动等均可引入变频调速,实现社会效益、经济效益最大化。

2电力电子技术在煤矿企业生产中的应用

2.1输送机的改造、应用

输送设备失效:现代化矿井生产过程中,输送带作为重要输送设施,对煤矿生产而言具备重要意义。输送带因脱离正常运行轨道造成的局部磨损,接触式清扫器同输送带间产生相对运动所造成的磨损,输送带、托辊间产生相对运动所造成的磨损、输送矸石及大块煤对输送带造成的磨损等均会导致输送设备失效。煤矿企业于生产中可借助电力电子技术中所涵盖的交流电机软启动设施代替液压联轴节,通过交流变频系统实现变速输送物料工作。

2.2采掘机械中的应用

掘进机械及采煤机械等大型装置为煤矿生产中所使用重要机械,于煤矿生产中起到重要作用,也为实现煤矿机械化生产的重要步骤,但因此类设施具备负荷变化较大及功率损耗较高等特点,造成电力资源大量浪费,也同可持续发展战略不符。随着电力电子技术不断发展,技术水平不断提升,现已于煤矿开发中得以广泛应用。煤矿企业借助电牵引采煤机可对电机启动特征予以改善,此设施同液压牵引采煤机相较而言,可靠性、效率及性能均优于后者,所创造经济效益也更高。

2.3电机的调速转动

煤矿生产中电机耗能巨大,且多集中于采煤机、排水泵、提升装置及通风机等大型设备中,电耗较高。电机为感性负载,由于负载变化较大且功率因数较低,使得电机具备较大节能空间。对现有设施予以改造、引进先进节能设施为电机节能关键。现阶段矿用提升装置所运行的交流电控系统除调速性能尚需改进外,转子所连接的加速电阻也会消耗部分电能,并且维修量较大。针对上述现象可选取变频类电机,将电力电子技术予以充分应用,对风机结构功能予以转变,提升水泵及风机运行效率,将投资成本、维修成本降至较低,实现节能减排功效,推动设备高水平更新,同时也可显著提升经济效益。

2.4提升装置的改造及应用

国内现代化矿井中多借助交-交高压大功率变频器对绞车利用、开发予以控制,于矿井提升装置中,可借鉴电梯领域逐渐实现交流变频技术的经验,不断提高提升装置的准确性、适应性、安全性,同时也可提升装置的节能程度。但交-交变频设置具备谐波大等特点,对电网造成较大干扰,结构较为复杂,功率因数较低,所需维修水平较高,全数字控制并未成熟。因此,今后发展方向应选取不断产生的高压大功率变频新产品。此外,也可选择一类借助低压普通变频装置实现高压绕线电机制动、低频拖动方式。

3结束语

煤炭资源于中国基础能源中长期占据主导位置,高效生产同经济建设间具备密切联系,电子电子技术现已逐渐发展为控制技术、电子技术等度学科交叉高新技术。因此,现代煤炭企业应积极引进各项先进高新技术,对传统煤矿产业予以改造,提升煤矿产业机械化程度。此外,将电力电子技术应用至煤矿生产中还可实现经济效益最大化。

参考文献

[1]刘晖.浅析电子技术在煤矿中的应用现状及前景[J].机械管理开发,2014,29(02):38-40.

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[4]李金龙,余道洋.电力电子技术在煤矿的应用现状及前景[J].煤,2015(02):54-55.

作者:梁伟 单位:山西焦煤西山煤电股份有限公司西曲矿

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