現代煤礦機電工程中變頻技術的應用研究

呂曉偉

摘 要：變頻技術已經在各個行業廣泛應用，特別是為煤礦機電工程的發展提供了強有力的技術支撐。通過變頻技術實際應用可知，使用變頻技術不僅可以提高機電設備的工作效率，還能達到節能環保的目的。文章對變頻技術的工作原理進行了簡要概述，重點闡述了變頻技術在煤礦機電工程中的應用情況，對變頻技術的發展給予了展望。

關鍵詞：煤礦；機電工程；變頻技術

近幾年，煤礦機電設備技術水平不斷提高，其中，多數煤礦企業在生產的過程中使用變頻技術，目的是減少機電設備的耗能，也能減少企業的成本支出，提高企業的經濟效益，文章對現代煤礦機電工程中變頻技術的應用研究具有重要的現實意義。

1 變頻技術在煤礦機電設備中應用的理論概述

1.1 變頻技術工作原理

為了滿足機電設備的動力需求，在煤礦機電設備的動力設計中采用變頻技術，能夠滿足機器設備正常工作需要的動力，同時還能減少能源，使機器設備不用在滿載負荷的情況下進行工作，從而減少機電設備產生多余的力矩。變頻技術是一項結合了強弱電與機械設備的綜合技術，主要包括了點擊傳動技術、計算機技術和電力電子技術。變頻技術的基本原理就是通過半導體元件將工頻電流信號轉換為其他頻率，再將轉換的工頻交流電進一步轉換為直流電，依靠逆變器對電壓和電流進行控制調節，使機電設備能夠達到無級調速。

1.2 煤礦生產中變頻技術應用的重要性

我國各地區的煤礦資源經過多年的開采已經越來越少，對于煤礦企業來說，只有提高機電設備的節能效率和降低向空氣中排放的污染物才能在激烈的市場中保持長久的發展，這也是煤礦企業綜合實力的標準，隨著多數企業在機電設備中應用變頻技術，不僅實現了節能環保的目的，還提高企業的市場競爭力，為企業健康穩定的發展奠定了基礎。目前，在煤礦開采的過程中，通常機電設備的用電量占總用電量的70%以上，自從使用變頻技術，大大節省了電能，通過發揮變頻技術節能優勢，對煤礦企業的生產發展具有重要的意義。而且在選擇變頻器的時候，要對變頻器的安全性、簡易性和可控性等方面進行綜合考察，從而選擇高效節能的變頻設備。

1.3 變頻技術的發展形式

在高科技和電子信息技術應用的基礎上，我國在變頻技術的研究上取得一系列的成果，完善了變頻技術的理論，同時在實際應用上也有了很大的發展。其中變頻技術控制方式的改進，智能控制模塊的應用和其他功能的拓展都在各個領域廣泛應用，主要是在節能環保方面取得了很好的效果，目前，很多煤礦企業在機械設備應用的過程中采用變頻技術，從而有效的控制機械設備的運轉，進一步推動了變頻技術在其他領域的應用。在變頻技術的應用的過程中，通過利用網路技術和自動化控制使得變頻技術的集成化程度不斷提高，既能在機電設備上實現基本的調速功能，同時結合計算機網絡技術實現機電設備的編程和識別等功能。

2 變頻技術在煤礦機電設備中的應用分析

隨著煤礦企業廣泛應用變頻技術，使得變頻技術的價值性更高，并且在機電設備的操作過程中，變頻技術的操作更加智能化，并且通過計算機網絡能夠實現對設備的遠程控制。

2.1 變頻技術在提升機中的有效應用

通常礦井提升機都是在復雜和繁重的運行條件下工作的，由于工作條件的繁雜，對提升機的設備性能的要求也在不斷提高。一般工作時，提升機的調速任務非常繁重，要不斷的啟動和關閉，容易導致機電設備發生故障，隨著機電設備故障的提高，大大減少了機電設備的使用周期，而自從在提升機中應用變頻技術，對提升機起到了重要的保護作用。提高了機電設備的工作效率，在提升機中應用變頻技術不僅能有效的提高提升機的運行能力，減少機電設備調速導致的電阻損壞。而且通過使用變頻設備的內部軟件也可以有效的提高提升機的運行能力，降低提升機發生故障的頻率，從而減少機電設備的損害。最重要的是在提升機中應用變頻技術可以高效的達到節能環保的目的。通過變頻技術在實際應用中可以了解，變頻技術也在不斷的改進和完善，很多新的技術設備具有很好的兼容性，例如，提升機專用變頻器和風光提升機變頻器等，滿足了煤礦企業對機電設備性能的需求，同時在煤礦企業機電和生產過程中被廣泛使用。

2.2 變頻技術在皮帶機中的有效應用

在煤礦企業生產過程中，皮帶機的功率相對較大，其工作原理是利用電機轉動來帶動皮帶運轉，最后將皮帶上的礦料沿皮帶運輸到目的地。皮帶機在運轉的過程需要足夠大的電流，并且通過輪轂與皮帶之間的摩擦力來實現運轉。此外，液力耦合器在工作的過程中會產生大量的熱能，加速機器內部油溫的升高，不僅加快了機械老化的速度，還給機器設備埋下了安全隱患。通過在皮帶機中使用變頻技術，提高了機器在啟停和運行過程中的安全性和穩定性，達到了皮帶機軟啟動的效果。而且通過使用變頻技術大大提高了能量的利用率，根據統計數據顯示，使用變頻技術能將能源的利用率達到90%以上，有效的提高了能源的使用效率，不僅實現了節能環保，還減少企業的成本支出，提高了煤礦企業的經濟效益。

2.3 變頻技術在通風機中的有效應用

在煤礦開采作業中，通風機中具有十分重要的作用。通常被稱為煤礦開采工程的呼吸系統。在煤礦井下作業的過程中，通風機運轉時間較長，要保持通風系統的一直運轉。因此，隨著煤礦企業開采作業中的開采深度的增加，通風機需要的功率也要不斷增加。所以，對通風機的技能要求也在不斷增加，而且通風機在啟動的過程中存在很大的問題，其中電流過大容易導致機電設備損害，對電網設備產生摩擦和損耗，在通風機中應用變頻技術，不僅能對風機運轉實現有效的控制，最重要的是能實現節能環保，達到通風機軟啟動的效果，進一步延長通風機的使用周期。

2.4 在煤礦空氣壓縮機上的有效應用

變頻技術在煤礦空氣壓縮機上使用也能產生很好的效果，通常空氣壓縮機是煤礦風動機電運行動力的來源，而且電動機通過交流電機一直能處于工作的狀態，空氣壓縮機的工作原理是采用上下兩點控制模式來實現有效的控制。即交流電動機一直處于工頻運行狀，當空壓機氣缸壓力與預設壓力值基本一致時，就會關閉空壓機進氣閥，此時不會再產生壓縮氣體，電動機處于空載狀態下；隨著壓力的不斷下降，接近預設壓力時，空壓機氣閥便隨之打開，產生壓縮空氣，此時電動機處于重載狀。煤礦實際用氣量與產氣量之間不可能一致，所以就會導致空壓機頻繁加載、卸載，進而對電網、電動機以及空壓機差生不利影響。對于變頻技術而言，其通常具有控制精度高、易操作以及免維護等特性。若普通電動機應用變頻技術來調速，可在其拖動負載過程中無需進行改動，但針對具體的生產工藝要求，應當對轉速輸出適當的調整。變頻器驅動方式，從根本上改變了傳統的空氣壓縮機加載與卸載供氣控制方式，通過調整電機用氣量的大小來實現轉速自動調控，以確保供氣壓力自身的恒定性，使壓縮機的啟停次數減少。

3 結束語

現代煤礦機電工程中使用變頻技術能夠有效的提高工作效率，實現節能環保的目的，隨著我國大量的礦山工程中使用變頻器，變頻技術得到了廣泛的推廣應用，而且通過網絡技術能更好的滿足煤礦企業對機電設備不同功能的需求，可見，變頻技術有更廣闊的發展空間，對于本研究存在的不足之處，希望相關學者批評指正。

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）.

[2]王端煥.淺談煤礦機電設備中變頻技術的應用[J].中國高新技術企業，2012（27）.