變頻技術在煤礦機電設備中的應用與探究

黃永峰　鄭瑋　蔣宏杰

摘 要：近些年， 煤礦機電設備應用數量以及范圍不斷拓展，而隨著科學技術的發展，由于變頻技術的節能以及調節性能與當前煤礦機電設備能夠合理匹配，因此在煤礦機電設備中得以應用。本文主要以煤礦機電設備作為研究對象，針對變頻器基本含義以及作用進行分析以及闡述，研究變頻技術在煤礦設備中具體應用。

關鍵詞：變頻技術；煤礦機電設備；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.100

在進行煤礦井下工作時，現場生產條件十分復雜，同時不確定因素很多，而大部分井下設備基本都維持在負荷頻繁波動狀態，這種情況下機電相關設備的基本工作效率就會較低，進一步造成設備的嚴重損耗，最終影響煤礦的高效以及運行。而變頻調速技術節能效果以及調節性能，相對于其他技術具有無沖擊啟動的優良特性，因此在煤礦中得以應用廣泛。

1 變頻技術的主要定義

一般來說，變頻技術主要是針對電流頻率的技術進行改變，而變頻器就是一種針對變頻技術進行實現的控制裝置。而一般的變頻器構成都比較復雜，主要包括鍵盤、電腦控制主板以及電容等等器件。通過合理的結合，可以使得變頻器逐步改變電流頻率。而從前所應用的電氣設備中，對于電流頻率是無法實現改變的，在相關設備運轉時，轉速也無法實現改變，這就使得設備壽命不斷減少，電能也得到了浪費，而通過變頻技術可以對于以上的問題進行有效的解決。原因在于可以針對設備實現運轉速度的轉變，可以根據企業的生產需求實現設備的合理調節，逐步實現電氣設備整體技術含量的提升。

2 變頻技術的基本作用

在煤礦生產過程中，變頻技術逐步擴大應用范圍，也在應用過程中穩定以及有效的發揮著作用。首先是調速，通過在提升集中采用轉子串電阻的方法進行調速，利用這種方式在調度范圍上比較小，同時準確率也不高，這就降低設備安全性，使得在設備使用過程中形成設備損壞，進一步降低設備使用壽命，維修費用也得以提升。而利用變頻技術實現調速，在操作上相對簡單，設備運行更加安全，設備損壞也會進一步降低，設備性能得以提升。第二點就是節能，在風機以及壓縮機等等機電的設備中，實現調節流量的方式一般都是通過調節氣門開度方式，但這會造成電能的浪費，經濟效益也會進一步降低。而通過變頻技術進行流量的調節，就會很大程度上避免浪費現象的發生，節能效果良好。此外，變頻技術的優勢還有很多，例如針對產品標準化的提升、進一步促進設備體積的減小等等，但是最主要的方面還是調速以及節能。

3 煤礦機電設備中變頻技術的具體應用

（1）變頻技術在機電設備風機中的應用。在不同應用時期，礦井通風設計存在著巨大差異性，在礦井生產的中期，一般是采用重復更換風機的基本方法實現通風問題的有效解決，但是操作性比較繁瑣，設備故障率得以提升，進一步增加設備維修量。此外，原來設備中的風機就會暫時擱置，這在一定程度上就會造成資源浪費，設備利用率也會有所降低。而通過變頻技術在風機中的應用，可以輕松將通風中存在的問題有效解決，剔除掉重復更換所造成的額外任務，操作性也會比較方便，減少風機資源的浪費，設備性能得以提升，節能效果良好。

（2）變頻技術在機電設備提升機中的應用。礦井提升機的基本工作條件比較復雜，而工作環境也是十分繁重以及復雜的，在這種情況下就對機電設備的提升機性能提出了新的要求，進一步滿足工作的基本要求。提升機在工作中往往需要根據實際情況重復的啟動，而調速任務也比較多，這就在一定的程度上增加了設備的故障率，設備的壽命大大縮短。而通過變頻技術的合理運用，工作要求得以滿足，對于提升機也會進行一定程度的保護。提升機在利用變頻進行控制后，在調速工作時可能發生電阻損壞的概率會大大降低，在減速器下方的電動機也會通過短暫的傳遞將具體的電能情況返回傳遞給電網。而在變頻技術得以應用以后，提升機性能也會有所提升，變頻器內部的組成軟件可以幫助提升機實現速度的調節，提升機設備故障數量以及故障率都會進一步降低。除此以外，提升機可以利用變頻裝置實現節約大量電能的節約，節能效果顯著。而通過變頻技術在提升機應用過程中的不斷改進，提升機變頻器的種類以及技術都有所突破。兼容性不斷得以提高，設備性得到了很大程度的增強，受到了多數煤礦企業的青睞。

（3）變頻技術在機電設備膠帶輸送機中的具體應用。膠帶輸送機的特點主要有高電壓以及大功率，在煤炭運輸過程中有著不可替代的重要作用。針對膠帶輸送機的重要性，在工作過程中就會要求設備性能的先進性，從而實現煤炭運輸工作的順利開展。而在以往的運輸過程中，膠帶輸送機空載以及輕載的情況時有發生，造成電能的大量耗費，資源浪費現象比較嚴重。除此以外，在一部分的皮帶輸送機中，液力耦合器是經常使用的軟啟動裝置，這種裝置的弊端就是電機失控狀況會比較常見，輸送機設備會增加損壞的程度。而通過應用變頻技術，膠帶輸送機可以有效地解決以上這些問題，一些煤炭企業通過在實際工作生產中結合四象限變頻調速技術，得到了明顯的效果，技術的應用增加了輸送機的保護作用，電機失控問題得以控制，故障發生的數量以及概率都有所降低，設備的使用壽命也得以增加。此外，還可以逐步提升輸送機的運行效率，減少設備運行過程中對于電能的損耗，具有令人滿意的節能效果。

4 結語

綜上所述，在相關煤炭企業進行煤礦井下工作時，現場的生產條件復雜多變，而大部分的井下設備基本都維持在一種負荷頻繁波動的狀態，在這種情況下煤礦機電相關設備的基本工作效率就會較低，設備的損耗也會比較嚴重，最終影響到煤礦企業的高效運行。而通過變頻技術的應用，可以有效地解決當前機電設備中存在的問題，本文在介紹變頻技術的主要定義以及基本作用的基礎上，對于煤礦機電設備中變頻技術的具體應用進行簡單闡述，對于變頻技術未來的應用具有積極的意義。

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