機(jī)電技術(shù)應(yīng)用畢業(yè)論文
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摘要：煤礦機(jī)電技術(shù)在提高煤礦生產(chǎn)效率和安全水平方面發(fā)揮著重要的作用，特別是電力電子技術(shù)、設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)和煤礦機(jī)器人技術(shù)，我國(guó)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(jī)電技術(shù)更加適應(yīng)大功率、大容量和高安全性的要求。
關(guān)鍵詞：機(jī)電技術(shù) 電力電子技術(shù) 設(shè)備監(jiān)測(cè) 煤礦機(jī)器人
1.煤礦機(jī)電設(shè)備中的電力電子技術(shù)
近年來(lái)，隨著人們對(duì)生產(chǎn)效率的要求，煤礦機(jī)電設(shè)備呈現(xiàn)大型化、大功率化的特點(diǎn)，這些新的特點(diǎn)對(duì)于電力電子技術(shù)提出了更高的要求。隨著電子技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)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(dāng)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(xiàn)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(jī)是最主要的煤礦機(jī)電設(shè)備，當(dāng)前礦井提升機(jī)主要采用交流機(jī)，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(xiàn)變頻和整流,由于采用交流電機(jī),沒(méi)有電刷問(wèn)題,提升機(jī)容量可以大幅度增加。
另外，煤礦的傳送機(jī)、風(fēng)機(jī)以及水泵的調(diào)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(dá)到較高的調(diào)速性能還能達(dá)到較好的節(jié)能效果。開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)（SRD）因?yàn)槠鋯?dòng)力矩很大，啟動(dòng)電流很小，并且維護(hù)很簡(jiǎn)單，適應(yīng)煤礦礦井輸送機(jī)、電牽引采煤機(jī)及中小型絞車(chē)等應(yīng)用，用于刮板輸送機(jī)的效果也很好，開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)主要是以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)的。
2.煤礦機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)
煤礦機(jī)電設(shè)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(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要用于對(duì)煤礦中礦井提升機(jī)、通風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)、水泵等重要的煤礦機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
現(xiàn)在煤礦機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)多采用網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)，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(jī)、提升機(jī)、空氣壓縮機(jī)、水泵等多種設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。
傳感器將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)通信電纜傳到監(jiān)測(cè)分站，監(jiān)測(cè)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(jī)電設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),并在監(jiān)測(cè)量超限時(shí)進(jìn)行本地報(bào)警。監(jiān)測(cè)分站主要包括核心處理器、數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊、顯示模塊、鍵盤(pán)模塊、報(bào)警模塊[2]。監(jiān)測(cè)分站的主要作用是將傳感器采集到的數(shù)據(jù)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(jiān)測(cè)分站還具有報(bào)警功能，當(dāng)設(shè)備數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常的時(shí)候，報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警，提示出現(xiàn)故障。監(jiān)測(cè)分站的另一個(gè)主要作用是將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)通信線傳到上位機(jī)，管理者可以通過(guò)Internet訪問(wèn)上位機(jī)，達(dá)到遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)了解煤礦現(xiàn)場(chǎng)機(jī)電設(shè)備工作運(yùn)行狀態(tài)的目的。
3.煤礦機(jī)器人技術(shù)
煤礦的工作環(huán)境比較惡劣，危險(xiǎn)性較高，煤礦機(jī)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(tǒng)的工作環(huán)境使得礦工在潮濕、充滿煤塵的環(huán)境里長(zhǎng)時(shí)間、高負(fù)荷地工作,這嚴(yán)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(jī)器人具有十分重要的意義。
目前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)研制成功的煤礦機(jī)器人主要有鑿巖機(jī)器人、采煤機(jī)器人、支護(hù)機(jī)器人和裝載機(jī)器人等,這些機(jī)器人為煤礦工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。煤礦機(jī)器人主要有三部分組成，分別是操縱機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)[3]。操縱機(jī)構(gòu)是機(jī)器人完成煤礦作業(yè)的主要機(jī)構(gòu)，不同的機(jī)器人具有不同的結(jié)構(gòu)�？刂葡到y(tǒng)是機(jī)器人的核心部分，主要用于控制機(jī)器人完成邏輯控制和運(yùn)動(dòng)軌跡等的控制。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)器人的主要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)，有電機(jī)、液壓和電氣驅(qū)動(dòng)等類(lèi)型。
目前，還正在研制中的救災(zāi)機(jī)器人將具有比較完備的環(huán)境感知技術(shù),能夠探測(cè)出煤礦井下的災(zāi)害破壞程度或環(huán)境狀態(tài)參數(shù),并且可將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛婊蚓掳踩貛?然后根據(jù)指令采取適當(dāng)?shù)木葹?zāi)行動(dòng)。
4.煤礦機(jī)電技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向
目前，煤礦機(jī)電技術(shù)正向著大容量、大功率、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。我國(guó)煤礦機(jī)電技術(shù)雖然取得了一定的發(fā)展，但是，與世界先進(jìn)水平仍然存在著較大的差距，未來(lái)煤礦機(jī)電技術(shù)將會(huì)有以下特點(diǎn)：一、通信功能加強(qiáng)，未來(lái)更加注重設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化和智能化，因此，通信功能必然會(huì)廣泛應(yīng)用于未來(lái)煤礦機(jī)電技術(shù)。二、傳感器的數(shù)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(zhǔn)確測(cè)量被測(cè)信號(hào),并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識(shí)別和自我調(diào)節(jié)等功能。三、新技術(shù)將更加廣泛地應(yīng)用于煤礦機(jī)電設(shè)備，例如光纖、紅外線、雷達(dá)等用于煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品，這些新技術(shù)將更加適應(yīng)于井下環(huán)境[4]。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉振江. 淺談煤礦機(jī)電技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J], 河北煤炭,2005(3).
[2] 丁青青, 耿少博. 煤礦機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J], 工礦自動(dòng)化,2011(6).
[3] 岳巧珍. 煤礦機(jī)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(bào),1999(9).
[4] 譚得健, 徐�？�. 我國(guó)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與思考[J], 煤礦機(jī)電, 2003(5).
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