變頻技術在現代煤礦機電工程中的應用探究

蔡金霖

摘 要：改革開放后我國礦業的發展進入了全新時期，在能源供應方面做出了重要貢獻，伴隨礦業開采的發展，資源短缺也成為礦業發展必須要面對的問題。我國在十三五期間，推行供給側結構性改革，在礦業中提出“加快傳統礦業轉型升級、提高礦產資源節約集約”的重要指示，如何應用變頻技術建立安全綠色的礦井成為重要課題，文章主要對這一問題進行研究。

關鍵詞：變頻技術;現代煤礦;機電工程

社會發展對于能源的需求量增多，煤礦企業數量也隨之增加，各地對于煤礦的開采率逐漸提高，煤礦機電工程中電量消耗大，因此可以通過減少能源消耗的方式降低煤炭企業的成本，因此煤礦企業將變頻技術引入。通常在煤礦機電工程中的耗電量可以達到煤炭企業總耗電量的七成，若是應用變頻技術，合理科學應用變頻技術則可以最大限度節約能源成本。當前煤炭企業對于變頻技術的應用還需要進一步的優化改進。

1 變頻技術在煤礦機電工程中的應用原則

一般情況下，煤礦機電工程動力規劃中為出現設備運行故障現象就不需要對機電工程動力進行設計，設備機械在滿負載的情況下也能進行長時間的連續運轉。為保障煤礦機電工程生產中對于動力的需求，并將運轉產生的電力消耗降至最低，就需要變頻技術的幫助。變頻技術主要從三部分組成，即電機傳動技術、電力電子技術和計算機控制技術，因此變頻技術也被視為綜合了強弱電和機械設備于一體的技術。變頻技術在煤礦機電工程中的應用原理可概括為：半導體元件協助轉化工頻信號，將其轉化為其他頻率信號，進而深入轉化工頻交流電，使之成為直流電，借助逆變器對直流電電壓以及電流進行有效控制，最終實現對煤礦機電設備無級調速的目標。由此可知，煤礦機電工程中對于變頻技術的應用呈現出與電機轉速和電流頻率同步增長的趨勢，對于電流頻率的控制力度增加，同時對于電極的轉速的調整也有效促進了煤礦企業作業的運行。現代化煤礦機電工程的發展中，變頻技術的應用在電機轉速調控中發揮著重要作用，有效保障了電極工作的穩定性，工程工作效率提升，成本投入和能源消耗也得到大幅縮減。

2 變頻技術在現代煤礦機電工程中的實際應用

2.1 變頻技術在機電工程提升機中的應用

煤礦機電工程中的提升機主要用作運送礦石和工作人員，將其運送到工程指定位置，因此在煤礦機電工程中承擔著非常重要的角色。受到煤礦日常生產的需求，提升機需要不斷調整速度適應工程要求，期間還需要對機器進行重啟操作。要進一步提高提升機運轉速度，需要通過在電機控制程序中安裝金屬電阻的方法，調整電阻值以控制電機運行。變頻技術引入煤礦機電工程中后，提升機的速度提升問題難度降低，設備運行更加穩定，同時生產安全的保護也受到深入提升。提升機中應用變頻技術后減少了繼電器的應用，也就不需要維護電路。此外，變頻技術還具有控制精確的特征，可以通過電路修改來達到改變提升機性能的目的。變頻技術在提升機中的應用更可以通過控制速度來減少控制設備的摩擦。

2.2 變頻技術在機電工程煤礦風機中的應用

變頻技術在煤礦風機中的應用可以提升風機運行效率，為煤礦生產作業的安全有效提供保障，因此變頻技術的應用要符合科學合理的要求。科學應用變頻技術既保障了煤炭開采質量，也提升了不同環節機電設備的運作效率。煤礦風機中變頻技術主要通過接觸煤礦通風問題的方式，有效降低了煤礦資源浪費，大大提升了通風效果。要達到進一步提升變頻技術在煤礦風機中應用的目的，風機設備相關檢修人員要充分發揮自身優勢落實自身職責，對煤礦風機和相關設備做好定期檢查維修和日常養護，使風機運行在日常養護的基礎上，安全性和運行效率都得到提高強化。在變頻技術的輔助下，煤礦風機設備檢修人員可以獲得更全面的煤礦風機運行狀態信息，對運行中存在的問題及時發現及時采取措施處理，切實保障煤礦風機的運行安全。

2.3 變頻技術在機電工程空氣壓縮機中的應用

一般情況下，煤礦風動機電運行的主要動力為空氣壓縮機，在交流電的協助下完成運作，因此電動機也始終處于全速運行的狀態下。煤炭企業對于機電工程中空氣壓縮機的應用控制主要是上下兩點的控制模式，控制中始終保持交流機電工頻的運轉。空氣壓縮機氣缸壓力和預設壓力值基本相同，空氣壓縮機進氣閥閉合，因此也不會產生壓縮氣體，電動機處于空載狀態，后期隨著壓力降低，當數值和預設壓力相近時，空氣壓縮機氣閥開啟，壓縮空氣隨之形成。在實際生產實踐中，變頻技術借助對自體的高精度控制以及簡易操作特征以及免維護的屬性在空氣壓縮機的應用得到普及。變頻技術調速環電動機的應用，可以在拖動負載期間減少調整操作，使生產更符合實際生產要求，同時對轉速輸出進行適當改動。變頻技術下變頻器驅動方式取代了傳統空氣壓縮機的加載以及卸載供氣方式，進一步保障了供氣壓力自體的恒定性，保持電機在低于既定轉速的情境下運轉，空氣壓縮機的啟動中止的頻率降低，工作質量得到保障。

3 結語

變頻技術作為一類全新，在煤炭開采中的應用具備卓越調節性和優質節能效果的特征，在泵類和風機負載等機電設備領域中的應用同樣具備出色的節能效果。文章中對于現代煤礦機電工程中變頻技術的應用進行了分析介紹，在未來煤礦機電工程的發展中對于變頻技術的應用將越來越廣泛，同時在變頻技術的指引下，我國煤礦產業的發展將朝著可持續的方向穩步向前。

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