變頻技術在現代煤礦機電工程中的應用實踐

王玉全

摘 要：變頻技術在現代煤礦機電工程中的有效應用，一方面能夠為機電設備的使用提供更完善的電力維護措施，避免電網波動等問題對機電設備造成損傷，由此延長設備的可使用壽命；另一方面，憑借電子與計算機技術，更便于為自動化與智能化技術的融入提供渠道，使煤礦采掘工作質量與效率顯著提升。本文基于變頻技術原理展開分析，期望根據技術應用特點為后續煤礦機電工程構建提供良好參照。

關鍵詞：變頻技術；現代煤礦；機電工程；應用分析

煤礦機電工程是我國現代保障煤礦企業采掘工作正常開展的前提，更是決定企業經濟體系構建水準的基礎。根據以往機電工程應用資料可知，在煤礦惡劣的運行環境中，機電設備經常會出現故障狀況，不但影響了煤礦采掘工作的正常開展，同時也極易對員工生命安全造成傷害。因此，憑借變頻技術節能與設備可控性的優勢，應當被予以著重研究。

1 變頻技術的應用原理分析

變頻技術是基于電子技術、計算機技術、電機操控技術相結合的新型管理技術。在此類技術應用過程中，能夠憑借半導體器件將工頻電源轉換成其他頻率的能源，以此降低外界環境對電能的影響，并提升能源設備的可控性。期間，能源頻率的轉換主要是通過調節交流電壓實現的，待交流電壓變成直流電壓后，經由逆變器可再將其調控成其他頻率類型的交流電壓，以便交流電機能夠被持續驅動。借由此種技術特性，變頻技術能夠按照場景特點設定自動加速與減速的方案，以此實現系統平滑運轉的要求，從而提升能源可利用的效率。另外，變頻技術在能源利用率方面更具優勢，能夠有效緩沖設備使用機械沖擊力，使得設備元件耐用性得到了明顯提升，有效降低了機電設備運轉故障風險發生的概率。

2 現代煤礦機電工程中變頻技術的應用

2.1 變頻技術在風機中的應用

風機是為礦井提供通風保障的關鍵設備，更是為維護采礦人員生命安全的前提。根據以往設備資料可知，風機使用主要采用礦井內部環境調節通風可行性的措施滿足功能性要求，此類調節措施雖然合理，但是設備操作極為復雜，若出現偏差極易導致風機停止通風，不但難以維修此類工程設備，同時更極易對采礦人員的生命安全帶來損害。變頻技術在煤礦風機中的有效應用，能夠通過有效改善系統操作困難的問題，避免操作失誤等問題對煤礦采掘工作造成影響，同時憑借變頻技術操作平臺的搭建，更便于調控風機能源供應參數，以此降低電網波動或環境問題對風機設備造成影響，并為煤礦采掘工作的可持續開展奠定扎實基礎，使礦井內部通風量持續滿足要求。

2.2 變頻技術在提升機中的應用

煤礦提升機是為設備與人員運輸提供垂直輸送渠道的常用機電設備。在提升設備使用過程中，因為設備經常面臨啟動、加速、減速與制動的過程，所以電網與負荷系數經常會產生變化，若并未提供適當的保護措施，則極易影響電網運行的安全性。與此同時，在提升機設備使用過程中，經常會面臨機械性沖擊與碰撞等問題，如此提升機元件極易遭受損傷，長此以往勢必會影響機械設備使用的安全性。

變頻技術在提升機的有效利用，首先能夠提供更好的調速性能，使機電設備系統得到更顯著的節能效果，避免電網與負荷參數對設備運行穩定性造成影響，同時憑借變頻技術更便于自主操控機電設備的運行效率，使煤礦企業機電工程體系的構建質量得到顯著提升。其次，根據煤礦機電設備運行惡劣的環境可知，頻繁的開啟和關閉極易對設備元件造成持續性的損害，而變頻技術的有效利用能夠為機電設備提供更全面保護措施，避免頻繁的調速措施對電阻造成損傷，同時借助變頻技術更便于在短時間內喚醒機電系統，由此也提升了提升機的使用效率。最后，變頻技術的應用有效降低了提升機電網的波動，避免了空載電能損耗問題，使電能的利用率得以提升，更滿足了我國生態可持續發展的需要。

實踐中可以看到，隨著變頻技術在煤礦提升機中的有效應用與改進，一些新的技術設備不斷出現，比如提升機專用變頻器、風光提升機變頻器等，他們的兼容性非常的好，而且設備性能也得到了非常大改進和，在煤礦機電及生產過程中的應用非常廣泛。

2.3 變頻技術在空氣壓縮機中的應用

一般而言，煤礦風動機電運行動力基本上都來源于空氣壓縮機，并且通過交流電機來實現，因此電動機會一直處于全速工作狀態下。對于空氣壓縮機而言，通常其采用上下兩點控制模式實現壓力控制，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。實踐中可以看到，因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，這樣電機就可以在低于額定轉速的情況下依然連續的運轉，從而使壓縮機的啟停次數減少。

2.4 變頻技術在皮帶輸送機中的應用

對于煤礦機電工程而言，其應用最多的運輸裝置即為皮帶輸送機。傳統模式下，以交流電動機工頻拖動為主，傳動操作過程中需通過液力耦合器來實現，因此表現出啟動電流沖擊大、以及傳動效率低等特點，液力耦合器、皮帶等，會受到非常嚴重的磨損和影響，維修、維護成本會隨之升高。當煤礦皮帶輸送機中應用變頻器軟啟動設備和技術以后，皮帶輸送機系統可實現有效的軟啟動，減少皮帶啟動過程中產生的張力，進而減少皮帶損傷。同時。還可以將運輸速度按照輸送量的大小進行實時的調整，以實現節約能源之目標。

3 結束語

變頻技術在煤礦機電工程中的有效利用，不但能夠根據煤礦機電運轉需求提供更詳細的參數補償措施，避免機械沖擊與電網波動等問題，使機械設備的使用更具安全性特點，同時憑借變頻數據操控平臺，更便于大范圍審查機電設備運行狀況，使設備系統可控性顯著提升，并以便為后續自動化與智能化技術落實奠定扎實基礎。故而，在論述變頻技術在現代煤礦機電工程中的應用期間，必須明確變頻技術應用的要求與難點，并提供完善的技術實施方案，才能為后續煤礦機電工程的運轉提供更全面的技術保障。

參考文獻

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