變頻器在煤礦機械電子工程中的應用探析

劉文林

摘 要：隨著社會經濟的發展，煤礦企業在煤礦生產中的設備也趨向機械化、電子化、一體化的趨勢，我國研究人員逐漸將變頻器用于煤礦機械電子工程中，希望提高煤礦生產的效率，降低煤礦企業的生產成本。本文通過對變頻器的特點進行分析，探析變頻器在煤礦機械電子工程中的應用。

關鍵詞：變頻器；煤礦機械；電子工程；應用

1 變頻器的概述

1.1變頻器的調速原理

變頻機的調速原理是根據“電力電子技術”、“電機傳動技術”以及“微機技術”三項技術綜合研究得出的一種將機電設備中電流進行控制調節的綜合性技術。其在運用中根據公式：n=60*f*（1-s）/p進行具體的電流計算，其中f代表電源的運轉頻率；s代表電動機轉動的差率；p代表電動機的極對數，n代表電動機的實際轉速。在實際的運用中，當電機的極對數p與電動機轉差率s確定時，電動機的實際轉速n與電源運轉頻率f成正比，因此只要改變電源運轉的頻率f即可改變電動機的實際運轉速度n，通過f的不斷改變，達到變頻器運轉速度的改變，根據實際的用電情況進行操作，將會極大的減少機械電子設備的用電消耗，并且較大的提高實際的工作效率。

1.2變頻器的節能原理

在變頻器的節能原理中涉及泵、風機類設備的負載之間的兩種比例。一種是泵、風機類負載中的電流量與設備的轉速成正比，通過公式表現為：

另一種則是泵、風機類之間的泵的壓力以及風機類負載轉動速度的二次方與功率與風機類負載轉動速度的三次方成正比，通過公式表現為：

其中Q代表著流量；n代表著轉速；則分別代表則實際工作中泵與風機類設備負載的流量、轉速以及功率。根據以上的比例以及公式的可知當轉速減少時機電設備的電能消耗量呈轉速轉率的三次方數值減少，及在實際的煤礦生產中，及時的控制煤礦機電設備轉速的轉率可以有效的減少煤礦電子設備中的耗電情況，這也就是變頻器中所利用的節能原理。

1.3變頻器在煤礦生產中運用的優點

1.3.1變頻器的使用可以極大減少設備的耗電率

變頻器主要通過調節電子設備中的電流量以及電壓代替之前使用風擋以及閥門對電子設備進行轉速調節的方式。兩種方式相比較，變頻器的使用最低可以節省百分之二十的用電量，目前最高可節省百分之六十的用電量，綜合平均可以至少節省百分之三十的用電量。

1.3.2變頻器的使用可以降低設備在運用中出現故障的幾率

在煤礦生產的實際工作中，變頻機的使用可以使提升機的恒加速以及恒減速進行有效的協調，從而可以有效的避免提升機過卷或過放的情況。變頻器的使用還可以時電動機完成軟起動的操作，軟啟動的技術可以有效的降低電動機的電能消耗，達到電動機節省能耗的效果。

1.3.3變頻器設備的成本低、受益高

在實際的煤礦機械電子設備的運用中，使用變頻器可以有效的降低煤礦企業的生產成本，并且促使煤礦企業的煤礦生產效率提升，使煤礦企業可以短時間內收回對變頻器使用的成本，提高煤礦企業最終的受益。

2 變頻器在煤礦機械電子工程設備中的具體運用

2.1變頻器在煤礦采煤機中的運用

采煤機是煤礦生產中的主要生產設備，隨著社會經濟的發展，煤炭行業對煤礦開采的效率有了更高的要求，在這樣的要求下，煤礦企業對自身使用的采煤機提出更加嚴格的要求。雖然目前采煤機以及將機械、電氣、液壓三種技術的系統進行融合，使自身成為綜合性能較高的機電設備，但是煤礦生產工作環境的實際情況使采煤機在實際的使用中，還會受到許多的影響使采煤機的運行達不到理想的效果，例如：煤炭的沖擊、粉層等因素。變頻器的使用則可以使采煤機在實際的運用中其運行速度可以控制，根據實際情況調節采煤機的運作效率，提高采煤機的實際工作效率。

2.2變頻器在煤礦提升機中的運用

在煤礦生產中必須保障提升機進行安全、可靠的運行，這將直接的關系到煤礦實際的產量與企業的經濟效益。變頻技術的運用可以對提升機在50赫茲以下的運行進行有效的控制與調節，使提升機的運行順暢、穩定、快速，并且將提升機在運用中的電子、信號、機械控制融為一體，有效的提高了提升機在實際運用中的安全性，使提升機的操作更加簡單快捷。

2.3變頻器在煤礦膠帶輸送機中的運用

煤礦中的膠帶輸送機是對煤礦生產中所需的原料或是采集的煤炭進行輸送的設備。在以往的膠帶輸送機中運用的是制動器對輸送機的運作進行控制，這使得制動器在使用中承受的負荷極大，減少了制動器的使用壽命，增大了煤炭生產中對于制動器的投資。變頻器的使用可以有效的緩解這個問題，在實際運用中變頻器可以實現膠帶輸送機的軟啟動以及軟停機操作，這可以極大的減少制動器的負荷，降低企業對于制動器的投資。同時變頻器的使用還可以將膠帶運輸機與煤礦的總控制系統進行聯網管理，使膠帶運輸機在使用中更加的快捷便利。

2.4變頻器在煤礦通風機中的運用

通風機是煤礦生產中的重要設備之一，是煤礦生產工作中的“呼吸系統”，所以通風機在煤礦的生產過程中必須保持不間斷的運行，這使得通風機的電能消耗極大，并且在對通風機進行啟動以及關閉時將會產生較大的電流量，這對通風機中的電動機產生極大的威脅。變頻器的使用可以使通風機實現軟啟動的技術，降低對電動機的威脅。在保障“呼吸系統”的安全運行的基礎上有效的降低通風機的電能消耗。

結束語

在煤礦的機械電子工程中使用變頻器可以有效的降低煤礦生產中的電能消耗，提高煤礦生產的安全性，促進煤礦企業獲得更多的經濟效益。在國外變頻器的技術已經進行大規模的運用，并且取得十分良好的效果，我國也應該加大對變頻器的研究以及推廣力度，提高變頻器使用的社會效益。