现代煤矿机电工程中变频技术的应用研究

曹潇亚

【摘 要】变频技术的应用，不仅可以有效提高煤矿机电工程的节能效果，而且还可以有效提高机电设备的运行管理效率，因此变频技术在现代煤矿机电工程中的应用非常的广泛。文章对变频技术的原理进行分析，并在此基础上就变频技术在现代煤矿机电工程中的应用进行分析，以供参考。

【关键词】变频技术;煤矿机电

引言：随着工业化程度不断加深，电气自动化设备和技术也越来也成熟，工业领域无论如何发展，都离不开此项技术的核心支持作用，此项技术的进步也促进了工业化进程。电气自动化技术应用广泛，涉及的领域也相对较多，包含了计算机应用技术、电气技术、网络技术、信息科技技术等多个自然领域。由于电气自动化的首要任务是控制电气设备能够在相应的编程之下实现自动化运转，所以，如何将工业电气自动化技术与调频技术结合起来，并能够在工业领域完成电气节能的目标，还需要根据工业不同领域对于变频节能技术不同的要求进行开发和利用，从真正意义上提高电气自动化系统的控制效率，在最短时间内实现工业领域的自动化。随着我国现代电力技术与微电子技术的迅猛发展，变频控制技术正被广泛应用于煤矿机电设备之上。

一、关于变频技术运行机理

变频技术利用可控制半导体器件设备，并将工频电源转换成其他频率电能，以此来控制相关设备。对于变频技术而言，其基本工作原理是整流桥将工频交流电压有效的转换成直流电压，经逆变器再将其有效的转变成电压、频率均可有效调节的相应交流电压，从而以驱动电压的模式对交流电机进行驱动操作。在构建资源节约型社会的今天，变频技术的应用是非常必要的，变频技术可按照电机负载将自动的加速、减速以及平滑功能实现，从而有效提高电机工作效率。同时，变频技术还具有无冲击启动、软停机等控制性能，因煤矿生产条件相对比较特殊，所以变频技术在煤矿机电工程中的应用非常广泛。 以此进一步提高煤矿机电设备的生产效率以及运行的可靠性。也正因如此，加强对煤矿机电设备变频控制技术的应用分析则显得尤为重要。近年来，随着社会经济的快速发展，现代煤矿机电工程建设水平也有了一定程度的提高，尤其是变频技术在现代煤矿机电工程中的应用，为煤矿机电工程建设的快速发展提供了技术支撑。加强对煤矿机电设备变频技术应用问题的研究，具有非常重大的现实意义。

二、变频技术在现代煤矿机电工程中的有效应用

一是在煤矿空气压缩机上的有效应用。一般而言，煤矿风动机电运行动力基本上都来源于空气压缩机，并且通过交流电机来实现，因此电动机会一直处于全速工作状态下。对于空气压缩机而言，通常其采用上下两点控制模式实现压力控制，即交流电动机一直处于工频运行状，当空压机气缸压力与预设压力值基本一致时，就会关闭空压机进气阀，此时不会再产生压缩气体，电动机处于空载状态下;随着压力的不断下降，接近预设压力时，空压机气阀便随之打开，产生压缩空气，此时电动机处于重载状。实践中可以看到，因煤矿实际用气量与产气量之间不可能一致，所以就会导致空压机频繁加载、卸载，进而对电网、电动机以及空压机差生不利影响。对于变频技术而言，其通常具有控制精度高、易操作以及免维护等特性。若普通电动机应用变频技术来调速，可在其拖动负载过程中无需进行改动，但针对具体的生产工艺要求，应当对转速输出适当的调整。变频器驱动方式，从根本上改变了传统的空气压缩机加载与卸载供气控制方式，通过调整电机用气量的大小来实现转速自动调控，以确保供气压力自身的恒定性，这样电机就可以在低于额定转速的情况下依然连续的运转，从而使压缩机的启停次数减少。

二是在煤礦风机中的有效应用。随着科学技术的不断发展，矿井通风设计方案的差异性非常的大，比如矿井生产中期，主要是通过不同更换风机的方式来确保通风可行性，而且实际操作相对比较复杂，而且比较容易出现机电设备故障问题，这在很大程度上加大了维修量和维修难度。此外，传统风机会通常会暂时的搁置，资源浪费非常严重，这也在很大程度上影响了煤矿机电设备的有效利用率。然而，变频技术在煤矿风机中的应用，可以有效改变这一现状，对于解煤矿决通风问题，避免重复更换等工作，起到了非常重要的作用，而且节能效果也非常的明显。比如，煤矿掘进过程中，只需一台风机即可有效满足风量需求，操作也非常的方便。

三是在煤矿提升机中的有效应用。对于矿井提升机而言，其工作条件通常比较特殊，而且多数情况下是在较为复杂、繁重的运行条件下工作，因此对提升机设备的性能提出了更高的要求。一般而言，提升机在实际工作中要不断的启动、关闭，而且调速任务非常的重，因此也就大大提高了机电设备故障问题的发生率，加速了机电设备损害。变频技术在现代煤矿提升机中的有效应用，不仅可以提高工作效率，而且还可以实现对提升机自身的保护。提升机控制中的变频技术应用，有效的减少了调速电阻损坏，提升机运行能力也会随之提高，利用变频设备的内部软件可以实现对提升机速度的有效调节，减少提升机故障发生率，从而减少机电设备维修。变频技术在提升机中的应用，可有效节约电能，实现节能降耗之目的。实践中可以看到，随着变频技术在煤矿提升机中的有效应用与改进，一些新的技术设备不断出现，比如提升机专用变频器、风光提升机变频器等，他们的兼容性非常的好，而且设备性能也得到了非常大改进和，在煤矿机电及生产过程中的应用非常广泛。

四是变频技术在皮带输送机上的有效应用 。对于煤矿机电工程而言，其应用最多的运输装置即为皮带输送机。传统模式下，以交流电动机工频拖动为主，传动操作过程中需通过液力耦合器来实现，因此表现出启动电流冲击大、以及传动效率低等特点，液力耦合器、皮带等，会受到非常严重的磨损和影响，维修、维护成本会随之升高。当煤矿皮带输送机中应用变频器软启动设备和技术以后，皮带输送机系统可实现有效的软启动，减少皮带启动过程中产生的张力，进而减少皮带损伤。同时。还可以将运输速度按照输送量的大小进行实时的调整，以实现节约能源之目标。随着变频器的不断完善，其具有过流、过压、过载以及短路和欠压等方面的保护功能，可对接皮带输送机综合保护设备，比如瓦斯、煤位、跑偏、打滑、烟雾以及急停和纵向撕裂等方面的保护，从而使各项安全保护性能可以得到有效的实现。尤其是下运式皮带输送技术的应用，可以实现发电制动的电网回馈，节能效果更佳。

结束语

从实践中可以看到，变频技术以其高功率因数、高效能以及其优良实用性，被越来越多的矿产企业所认同，目前变频技术虽然在矿山机电设备中的使用越来越广泛，近些年来，随着我国科学技术水平的快速发展，变频控制技术作为先进的科学技术手段正被广泛应用于我国煤矿机电设备之上，并取得了骄人的成绩。可以说变频控制技术的应用，不仅在很大程度上提高了我国煤矿企业的生产、加工效率，降低了煤矿企业的生产成本，还进一步做到了煤矿机电设备的节能环保，加强了煤矿企业的市场竞争能力。

参考文献：

[1]袁志强.浅论变频技术的使用原理及在煤矿机电设备中的应用情况[J].华东科技：学术版，2018（12）.

[2]王端焕.浅谈煤矿机电设备中变频技术的应用[J].中国高新技术企业，2017（27）.