機電技術(shù)應用畢業(yè)論文
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摘要:煤礦機電技術(shù)在提高煤礦生產(chǎn)效率和安全水平方面發(fā)揮著(zhù)重要的作用,特別是電力電子技術(shù)、設備監測技術(shù)和煤礦機器人技術(shù),我國這方面技術(shù)取得了一定的進(jìn)步,但是,與世界先進(jìn)水平相比仍存在著(zhù)一定的差距,需要更加關(guān)注未來(lái)新技術(shù)的發(fā)展,使煤礦機電技術(shù)更加適應大功率、大容量和高安全性的要求。
關(guān)鍵詞:機電技術(shù) 電力電子技術(shù) 設備監測 煤礦機器人
1.煤礦機電設備中的電力電子技術(shù)
近年來(lái),隨著(zhù)人們對生產(chǎn)效率的要求,煤礦機電設備呈現大型化、大功率化的特點(diǎn),這些新的特點(diǎn)對于電力電子技術(shù)提出了更高的要求。隨著(zhù)電子技術(shù)和半導體技術(shù)的發(fā)展,當前電力電子技術(shù)也取得了較快的發(fā)展,與最初的電力電子器件相比,當前的電力電子器件已經(jīng)有了質(zhì)的.變化。它已由50年代的SCR、80年代的GTR、MOSFET發(fā)展到現在的第三代電力電子器件IGBT、SIT。第三代電力電子器件還將高電壓、大電流的功率器與控制電路集成在一起,形成智能功率控制集成模塊[1]。
電動(dòng)機是最主要的煤礦機電設備,當前礦井提升機主要采用交流機,主要采用交流變頻技術(shù),其主回路和磁場(chǎng)回路均采用電力電子器件,實(shí)現變頻和整流,由于采用交流電機,沒(méi)有電刷問(wèn)題,提升機容量可以大幅度增加。
另外,煤礦的傳送機、風(fēng)機以及水泵的調速和軟啟動(dòng)都需要采用電力電子技術(shù),這樣除了可以達到較高的調速性能還能達到較好的節能效果。開(kāi)關(guān)磁阻電機(SRD)因為其啟動(dòng)力矩很大,啟動(dòng)電流很小,并且維護很簡(jiǎn)單,適應煤礦礦井輸送機、電牽引采煤機及中小型絞車(chē)等應用,用于刮板輸送機的效果也很好,開(kāi)關(guān)磁阻電機主要是以電力電子技術(shù)為基礎的。
2.煤礦機電設備監測技術(shù)
煤礦機電設備安全技術(shù)是煤礦安全的重要保障,一般來(lái)說(shuō),煤礦設備監測系統主要用于對煤礦中礦井提升機、通風(fēng)機、空氣壓縮機、水泵等重要的煤礦機電設備的運行情況進(jìn)行監測。
現在煤礦機電設備監測多采用網(wǎng)絡(luò )分層結構,最底層是傳感器層,主要是多種傳感器(溫度傳感器、壓力傳感器、電量傳感器等)采集通風(fēng)機、提升機、空氣壓縮機、水泵等多種設備的運行數據。
傳感器將采集到的數據通過(guò)通信電纜傳到監測分站,監測分站自帶本質(zhì)安全電源,可通過(guò)液晶顯示屏實(shí)時(shí)顯示煤礦機電設備的監測數據,并在監測量超限時(shí)進(jìn)行本地報警。監測分站主要包括核心處理器、數據采集模塊、通信模塊、顯示模塊、鍵盤(pán)模塊、報警模塊[2]。監測分站的主要作用是將傳感器采集到的數據進(jìn)行處理,然后通過(guò)液晶顯示器顯示出來(lái),并且大部分的監測分站還具有報警功能,當設備數據出現異常的時(shí)候,報警模塊進(jìn)行報警,提示出現故障。監測分站的另一個(gè)主要作用是將采集到的數據通過(guò)通信線(xiàn)傳到上位機,管理者可以通過(guò)Internet訪(fǎng)問(wèn)上位機,達到遠程實(shí)時(shí)了解煤礦現場(chǎng)機電設備工作運行狀態(tài)的目的。
3.煤礦機器人技術(shù)
煤礦的工作環(huán)境比較惡劣,危險性較高,煤礦機器人代替人在煤礦進(jìn)行勞動(dòng),可以有效避免工作人員身體受到傷害。另外,煤礦傳統的工作環(huán)境使得礦工在潮濕、充滿(mǎn)煤塵的環(huán)境里長(cháng)時(shí)間、高負荷地工作,這嚴重影響到礦工的身體健康和生活質(zhì)量,在異常情況下,會(huì )危及到他們的生命,因此,研制煤礦機器人具有十分重要的意義。
目前,國內外已經(jīng)研制成功的煤礦機器人主要有鑿巖機器人、采煤機器人、支護機器人和裝載機器人等,這些機器人為煤礦工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎。煤礦機器人主要有三部分組成,分別是操縱機構、控制系統和驅動(dòng)系統[3]。操縱機構是機器人完成煤礦作業(yè)的主要機構,不同的機器人具有不同的結構?刂葡到y是機器人的核心部分,主要用于控制機器人完成邏輯控制和運動(dòng)軌跡等的控制。驅動(dòng)系統是機器人的主要動(dòng)力系統,有電機、液壓和電氣驅動(dòng)等類(lèi)型。
目前,還正在研制中的救災機器人將具有比較完備的環(huán)境感知技術(shù),能夠探測出煤礦井下的災害破壞程度或環(huán)境狀態(tài)參數,并且可將數據傳輸到地面或井下安全地帶,然后根據指令采取適當的救災行動(dòng)。
4.煤礦機電技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向
目前,煤礦機電技術(shù)正向著(zhù)大容量、大功率、智能化、網(wǎng)絡(luò )化的方向發(fā)展。我國煤礦機電技術(shù)雖然取得了一定的發(fā)展,但是,與世界先進(jìn)水平仍然存在著(zhù)較大的差距,未來(lái)煤礦機電技術(shù)將會(huì )有以下特點(diǎn):一、通信功能加強,未來(lái)更加注重設備的網(wǎng)絡(luò )化和智能化,因此,通信功能必然會(huì )廣泛應用于未來(lái)煤礦機電技術(shù)。二、傳感器的數字化、集成化、智能化和多維化,使礦用傳感器在井下惡劣的環(huán)境下能準確測量被測信號,并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識別和自我調節等功能。三、新技術(shù)將更加廣泛地應用于煤礦機電設備,例如光纖、紅外線(xiàn)、雷達等用于煤礦機電一體化產(chǎn)品,這些新技術(shù)將更加適應于井下環(huán)境[4]。
參考文獻
[1] 劉振江. 淺談煤礦機電技術(shù)的現狀與發(fā)展[J], 河北煤炭,2005(3).
[2] 丁青青, 耿少博. 煤礦機電設備監測系統的設計[J], 工礦自動(dòng)化,2011(6).
[3] 岳巧珍. 煤礦機電一體化及其發(fā)展方向初探[J], 西安礦業(yè)學(xué)院學(xué)報,1999(9).
[4] 譚得健, 徐?. 我國煤礦機電一體化技術(shù)的發(fā)展與思考[J], 煤礦機電, 2003(5).
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