變頻控制技術在煤礦機電設備中的應用

周 偉

(陜西陜煤蒲白礦業有限公司白水煤礦，陜西白水715604)

0 引言

近年來，伴隨科技水平的提高，國家對煤礦生產的重視日益提高，在提高生產、優化礦區條件等層面投入很大精力。當今社會，信息技術高速發展，變頻控制技術在實踐中同樣日趨完善，發展成當前礦井節能的一個關鍵途徑。煤礦職工通過諸多手段逐漸改善節能技術，將變頻控制技術引入到機電設備之中，使煤礦經營過程中耗電量大的不足得到有效緩解。鑒于此，本文對煤礦機電變頻控制技術與節能進行研究，簡要闡明了變頻控制技術的基本特征，在此基礎上，從提升機、通風機、皮帶機以及水泵等方面介紹了變頻技術的應用，以期為煤礦充分利用好該技術提供指導和借鑒。

1 變頻控制技術的基本特征

變頻控制技術綜合利用微機、電傳動、電力電子等諸多種技術。其基本上通過電力半導體器件所具有的通斷作用，來轉換工頻電源頻率的技術。其原理即利用將電動機工作電源頻率改變的方式來完成對其轉速的改變，歸根結底，即完成交-直流電的轉變，在此基礎上，然后將直流電變成各種交流電。通常情況下，該轉換過程中往往僅僅改變頻率。伴隨技術的逐漸改革，變頻調控技術同樣在日益向前發展，在功能與性能等方面均明顯超出并逐漸取代直流調速系統。

2 變頻技術在煤礦機電設備中的應用

2.1 在提升機中的應用

提升機在煤礦生產過程中扮演著非常關鍵的角色，這是毋庸置疑的，主要功能是安全傳送煤炭與礦工、維修者等。在過去的運行技術中基本上通過金屬電阻來帶動電機控制，在此基礎上，輔助以接觸器或鼓型控制器將電阻切除，從而實現調速。然而該技術具有非常明顯的不足之處，在運行的時候將形成非常嚴重的電阻消耗，非常易于出現散熱不好的現象，同時電阻具有相對偏小的調速范圍，再加上其精確度無法獲得充分確保。將變頻技術引入到提升機的機電設備里面，可以充分解決上述各種問題，使其運行時的速度調整變得愈發平穩，使得機電系統的性能有所提升。具體來說，其主要具有下列幾點優勢:①變頻技術和編程器兩者充分融合，利用編輯指令改變的方法控制繼電器的邏輯關系，同時能夠推動梯形圖與電路圖兩者及時、準確的發生彼此轉換。②僅僅通過相對偏少的外部線路來控制繼電器，能夠在很大程度上降低繼電器使用量，能夠不斷改善故障相對較多、占用面積相對較大的不足。③處理故障的過程中，能夠利用觸摸屏與編程器來實時監控故障，并將其排查，整個過程非常簡易，非常容易操作，能夠全方位地掌握電器與機械故障。

2.2 在通風機中的應用

煤礦生產運作過程中，通風機是其中必不可少的一個關鍵設備，生產的時候需要工作相對較長的時間，在礦井中，我們可以將主通風機看做“呼吸器官”，其功能不言而喻。近年來，伴隨科學技術的高速發展，各種新技術不斷出現，同時礦道逐漸在加長，開采挖掘同樣在逐漸拓展，所受到的風壓同樣愈發提高，最終使得通風機運行功率也應當逐漸提高，怎樣充分發揮出通風機的作用，使其達到最大功率已經發展成業界迫切解決的一個難題。

在變頻技術引入到通風機中，能夠按照具體的需要對風力大小進行改變，調整速度過程中同樣通過開采巷道的風向要求進行，在很大程度上防止了太大的浪費。將變頻技術引入到通風機設備里面，能夠實現變頻軟啟動，防止由于電流太高而嚴重沖擊著整個電網，在很大程度上降低了危險事故出現的可能性。另一方面，引入該種技術能夠使通風機徹底擺脫長期停留在滿負荷運行狀態。通常情況下，通風機工作時候的速度相對較小，由于引進該技術，就能夠有效控制其使用強度，使其使用時間有所提高，同時還能夠在很大程度上降低維修次數，從而使其使用壽命有所提高。尤其應當強調的一個問題是，最大限度地降低兩部電機相同的運行頻率，充分確保兩部電機的運行速度相同，防止由于它們的轉速不一樣而形成一定的風阻。

2.3 在皮帶機中的應用

煤礦開采的時候，皮帶機的功率要大于提升機，其基本上負責把繞線電機降壓啟動后工頻運行，接著通過液壓耦合器切換至皮帶機。其主要是通過轉子串接電阻改善轉矩與減壓空載啟動等方式發揮作用，其所需要的啟動時間非常短，在該階段要是皮帶的韌性無法滿足既定的要求，在長期工作過程中其將逐漸老化，嚴重的還將發生斷裂。除此之外，皮帶機啟動的時候將形成相對偏高的電流，由于這個原因，使得電機發熱，嚴重時候還將導致電網電壓發生非常劇烈的波動。液力偶合器在工作的時候，將導致其內部油的溫度在短時間內急劇增加，使得內部部件摩擦增加等問題。

在皮帶機中引入變頻技術，能夠用來改善各種不良運作方式，例如軟停、軟起等，從而在很大程度上提高其穩定性。在工作頻率與力矩等方面均能夠按照設備的負荷大小適當地對其調整，同時操作過程中非常安全高效，有效降低電量消耗。高壓變頻器能夠十分出色地發揮皮帶機能量回饋作用，實現理想的節能的效果。并且還能夠減少設備維修成本。

2.4 在水泵中的應用

在煤礦液用泵與供水中引入變頻控制技術，能夠使變頻器更加平穩的控制抽水泵，使得整個操作流程變得更加靈活。另一方面，還能夠降低設備在工作時候形成的各種磨損，降低水泵在經常啟動停止的時候形成的過多的能耗。引入變頻控制技術能夠減少不同設備相互之間的沖擊，在很大程度上降低其故障發生率，最終能夠使其壽命有所延長。

3 結語

現階段，隨著變頻控制技術的日益發展，其開始一步步應用于不同的領域之中，深受各界人士喜愛，在社會生產過程中扮演著非常關鍵的角色。煤礦生產過程中引入變頻控制技術，能夠在很大程度上改善礦井生產的安全性，同時還能夠大幅提升速度，操作變得更加容易進行，使煤礦的生產效率顯著提升。該技術引入到煤礦機電設備中，能夠明顯降低電能消耗，在實踐中非常值得推廣。