探討變頻技術在煤礦機電設備中的應用

淄礦集團公司岱莊煤礦 山東濟寧 272175

摘要：在煤礦機電設備的應用中，節能安全，提高效率是當前煤礦生產中最重要的兩條生產原則。尤其隨著我國經濟的不斷發展，科技發展迅速資源需求越來越多，能源短缺的問題越來越明顯，如何更好的實現節能安全，提高煤礦生產效率，就需要不斷的應用新興科技，完善煤礦機電設備，本文將就變頻技術在煤礦機電設備中的應用進行探討。

關鍵字：變頻；煤礦；機電設備；效率；節能

一、煤礦機電變頻技術的應用原理

1、變頻技術定義

簡單來說，變頻技術指的是改變電流頻率的技術，變頻器是實現變頻技術的控制裝置，變頻器的構成比較復雜，包括鍵盤\"電源板\"控制主板\"電機電容等器件，在它們的結合下，使變頻器實現了改變電流頻率的功能。在以往的電氣設備中，電流頻率是無法改變的，在設備運轉過程中，轉速也不能夠被改變，這樣以來不僅減少了設備壽命，而且浪費了大量電能，利用變頻技術就可以解決這些問題，它可以改變設備的運轉速度，根據生產需求來調節設備，使電氣設備技術含量更高。

2、變頻技術的原理

變頻節能技術具有和其他傳統的交流電不一樣的特點，它主要運用了變頻調速技術將交流電的固定頻率轉化成為了一種能夠被充分利用的變動資源，首先是在功率器件方面，變頻的功率不斷地增大，壓頻比控制方式得到很大改進，控制理論上不斷革新，采用了矢量的控制辦法和進行直接的轉矩控制，能夠將實際當中的變頻節能技術應用到更大的范圍內。其次是在新的研發方向上，出現了模糊自優化控制和人工神經網絡等控制方法的創新，整個變頻技術的集成系統能夠獲得更大范圍上的集中，技術也由原來比較單一的數字信息處理，發展到目前比較先進的高級專用集成電路。變頻調速就是通過改變電動機電源頻率實現速度調節的在不改變電壓的情況下利用了電力半導體器件的通斷作用，將頻率無法改變的交流電轉換成了可以改變的交流電，并且通過這種頻率的轉換實現了變頻調速，變頻技術的產生給我們的生活帶來了很大的改變，同時也給工業生產帶來了很大的方便，它從最初的晶閘管到現代的絕緣柵雙極型晶體管控制品閘管，經歷了不斷的更新歷程，目前變頻技術已經在各個方面廣泛應用。

二、變頻技術在煤礦機電設備中的應用

由于煤礦生產中，對于生產安全的問題要求較為嚴格，所以經過很長的時間變頻節能技術才逐漸被應用于煤礦生產的機電設備中，如礦井提升機；空壓機；采煤機；皮帶輸送機等。在經過實踐應用后發現，采用節能變頻技術的機電設備的運轉效率大大提高，且比之前未采用該技術的同一機電設備的耗能量有了很大幅度的降低，同時也縮減了設備維修養護的開支，促進了煤礦產業經濟效益的提升。

1、在采煤機中的應用

目前，我國能量回饋型四象限運行的交流變頸調速采煤技術處于世界領先水平，已經能夠實現額定轉速下恒定轉矩調速，額定轉速以上恒定功率調速及兩臺變頻器之間的主從控制和轉矩平衡，四象限變頻器調速電牽引采煤機對大傾角工作面能較大范圍內調節制動力矩，維持牽引速度基本不變，機器沒有發生下滑跑車的現象，結構簡單；控制靈活，操作方便；速度調節可靠。

2、在提升機中的應用

提升機是煤礦當中的一項重要的機電設備，對煤礦的生產和人員安全有著重大的作用，傳統的采用在電動機轉子電路內接入金屬電阻的方法雖然也能夠到達調速的目的，但是在實際當中，常常會存在著很大的安全隱患和對電能的大量消耗。變頻節能技術，主要的是選用交流四象限變頻調速系統配上變頻防爆提升機，實現數學信息的化的控制，在完備的輸入和輸出接口當中，實現對提升機的遠程控制，確保提升機完成擔負著輸送物料和人員的重要任務。

3、在皮帶輸送機中的應用

變頻技術在皮帶機方面的應用具有和提升機相同的原理。在皮帶將井下的煤炭運送到地面上的過程當中，更大地發揮摩擦力的牽引作用，通過張力變形和摩擦力帶動物體在支撐輥輪上運動，成功地完成煤炭運送工作。在傳統的皮帶機運輸過程當中，采用液力耦合器來實現皮帶機的軟啟動，這常常容易造成皮帶斷裂和老化。采用變頻技能技術主要是降低電機啟動時的電流波動，減少機電內內的機械沖擊和發熱的情況。使得皮帶機的傳送功能能夠獲得最大的發揮，解決功率平均和同步問題。

4、在流體負荷設備中的應用

變頻節能技術在流體負荷設備中的應用主要體現在風機和泵所采用的變頻調速，在風機中變頻調速的應用越來越多，同時出現了為煤礦特殊環境專門設計的變頻調速裝置。改造后的風機，實際轉速較改進前最低轉速下降了很多，電機實際輸出功率為改進前前導器半關閉時的 1/3 風量和風壓，更加適合礦井特性，每年可節約大量的電費。而變頻調速在礦區給水；給液用泵中應用靈活，明顯降低了設備的機械沖擊，增加了工藝系統控制的靈活性，提高了產品質量。可以靈活的控制抽水泵的平滑起停；適時加減速，保證了井下液位的恒定，降低了泵空轉時間和頻繁起停帶來的大量能耗，機械設備的損耗也相應降低，保證了生產的安全高效運行。

三、變頻技術在煤礦機電設備應用的發展

隨著科技的發展和普及，變頻技術在煤礦機電設備中的應用越來越廣泛，我國也正在進行相關技術的推廣和開發，許多新技術還未真正投入使用，加上我國對能源的利用率提出了新的要求，煤礦產業結構也在不斷發生變化，由此看來，變頻技術在煤礦機電設備中的發展空間是非常巨大的。控制煤礦安全、保證作業人員的安全是煤礦企業面臨的重要任務。變頻技術在煤礦開采中的應用優勢可以說是無可比擬的，這種技術能在一定程度上對風機進行智能調節，在減小瓦斯爆炸幾率、保障煤礦開采人員的安全方面具有不可替代的作用，變頻技術還能節約企業的成本，深受煤礦企業的喜愛，這為未來變頻技術的廣泛應用奠定了堅實的基礎。變頻技術在未來廣闊的發展前景還表現在：煤礦開采環境非常特殊，對技術專業化的要求非常高，而變頻技術的專業化符合煤礦開采的需求，比如變頻器在風機中的應用；煤礦機電設備的種類很多，變頻技術的推廣面比較廣，比如可優化變頻技術，更好的解決各種設備之間的匹配問題；目前，變頻技術對煤礦機電設備的改造具有重大的作用，加上機電設備數量多，我國的煤礦資源豐富，對變頻技術的需求量非常大；我國的電子信息技術發展迅速，在煤礦機電設備和礦業結構的改造中，必然會運用網絡化管理對變頻技術進行控制，控制方式的多樣化能使變頻技術得到更好的更新。

結語

隨著我國煤炭行業的規模不斷擴大，提高煤礦機電設備水平變得越來越重要，變頻技術在我們的應用經驗中可以知道既有很好的工作效率又有很好的節能效果，并且很大程度上減少了設備的損壞，提高了設備的利用率，但我們仍要不斷總結經驗完善技術，在保證能源安全供應的情況下提高企業效益。

參考文獻：

[1]李賓.略論煤礦機電設備中變頻技術的應用[J].科技創新導報，2014，19：43.

[2]王踐偉.淺析變頻技術在煤礦機電設備中的應用[J].山東煤炭科技，2012，05：233-234.

[3]于淑珍.探討我國煤礦機電設備中變頻節能技術的應用[J].黑龍江科技信息，2013，04：76.