變頻技術在煤礦機電設備中的應用

王衛東

【摘 ?要】在煤炭開采期間，如果能有效控制電力使用，將極大降低煤炭開采成本。變頻技術在煤礦企業機電上的應用，有效降低了煤炭開采期間的電力使用，提高開采效率，降低成本的前提下，有效保障了煤礦企業的健康發展。基于此，以下對變頻技術在煤礦機電設備中的應用進行了探討，以供參考。

【關鍵詞】變頻技術;煤礦;機電工程;應用

中國分類號：TD67 ? ? 文獻標識碼：A

引言

變頻器主要是用于電源頻率的改變，由于科技的不斷發展，變頻器在生活和工業中均發揮出了重要作用。為了實現節約型社會的構建，促使經濟得到快速發展，人們對變頻節能技術的研究逐漸深入，實現了變頻技術在機電設備應用中的不斷改進，從而在煤礦生產方面取得了不錯的效果。但在變頻技術實際應用過程中，依然存在很多問題，需要煤礦工作人員更加重視。

1變頻技術的主要作用

變頻技術在機電工程的主要作用體現在調速和節能兩個方面。調速是指可以有效調整設備電流頻率，提高設備使用率，降低電能損耗。比如在煤炭運輸設備中，傳統的轉子串電阻調速辦法，調速范圍和精度都較為低劣，不能滿足目前的使用要求。而變頻技術的應用，可以增加電流的穩定性和頻率的精度，達到提高設備性能、減少設備損耗、節約電能的目的。另一方面，變頻技術的應用可以降低生產成本，節能減排。以空壓機為例，傳統方式多為控制氣門開度達到控制輸出的目的，這種方式對能源的利用率，浪費了較多資源。變頻技術的應用，允許設備通過不同頻率電流而達到改變輸出的目的，大大降低了對能源的損耗。

2變頻技術在煤礦生產中的重要性

隨著各地區煤礦開采的逐漸深入，我國可利用的煤炭資源也在逐漸減少，煤礦市場的競爭壓力越來越大，作為用電大戶，煤礦企業在生產過程中能否提升節能效果，對企業未來發展影響十分嚴重。變頻技術的出現，可以進一步提升煤礦企業的競爭力，為企業長期發展提供基礎。在當前煤礦企業發展過程中，機械設備的使用比例超過了70%，這也突出了變頻技術巨大的發展潛力，對煤礦節能減排方面也提供了很大支持。除此之外，在變頻技術獲得人們的重視之后，可以憑借良好的可控性和節能性迅速融入到煤礦生產市場之中。但在變頻技術的應用選擇上，需要從多角度進行考慮，對技術的實用性、安全性等因素進行全面考察，以此來實現變頻設備使用效率的全面發揮，為環保等方面的工作開展提供基礎。

3變頻技術在煤礦機電設備中的應用

3.1在采掘機當中的實際應用

采掘機當時煤礦開發過程中最常用且能源消耗量也最大的機電設備。以此，采掘機本身的工作效率以及設備與實際運行過程中所產生的能源消耗將對煤礦開采的經濟效益帶來直接性的影響。而鑒于煤礦開采該工作的開展過程，其所處工作環境通常較差，故使得采掘機于實際裕興過程中容易遭受諸多因素影響而發生各種各樣的故障。不僅如此，在面對不同軟硬如的巖層時，采掘機所使用的功率大小亦不盡相同，這便極易導致采掘機出現能源無效損耗的情況出現。對此，若能將變頻技術積極應用至煤礦采掘機設備中，使其具備自動切割功能，并可時刻根據周圍環境的變化來合理調整采掘功率，如此不僅能最大限度降低設備運行過程中的能源序號，且采掘的實際效率也能以此而得以有效提升，繼而將對整個煤礦開采實際效益的提升起到良好的促進作用。

3.2在風機和空壓機中的應用

變頻技術在風機中的應用，可以應對礦井不同開發時期的通風需求，通過改變電流頻率達到對風機輸出的控制。操作方便，提高風機使用性能，減少了風機閑置概率。于空壓機方面，變頻技術的應用使得空壓機電流頻率可調可控，避免了空壓機大電流啟動造成的損害。變頻技術還允許相關操作人員通過對壓力閉環控制或者手動調整達到對空壓機的輸出調整，避免了空壓機重啟改變功率造成的影響，延長了設備使用壽命，提高了設備使用效率。

3.3在皮帶輸送機當中的實際應用

皮帶傳輸機作為煤礦開采中負責煤礦運輸的重要紐帶，自然也是煤礦眾多的電機設備中最不可或缺的設備之一。至于早期的皮帶傳輸設備，其主要是基于工頻拖動與耦合器之間的相互作用來實現煤礦輸送，而鑒于此輸送方式原本的輸送效率便十分低下，加之輸送方式對皮帶與耦合器的依賴性極強，故一旦輸送重量過重時便會加速皮帶與耦合器的磨損。不僅如此，就皮帶輸送機而言，其實際造價本身便十分高昂，若經歷對此維修會更換，則將大幅提升煤礦采掘成本，既然導致企業的實際收益大幅降低。對此，若能加將變頻節能技術與皮帶輸送機相結合，不僅能有效解決皮帶輸送機于實際輸送過程中可能出現的時空問題，且通過讓設備吸收電網浮力，還能減輕設備于具體的運行過程應過熱而導致的設備磨損，繼而在延長皮帶輸送設備的實際應用壽命同時降低煤礦企業的煤礦采掘成本。

3.4變頻技術在提升機中的應用

由于礦井提升機的工作環境十分特殊，很多時候均是在條件復雜的情況下來開展工作，這就需要礦井提升機具備較高的應用性能，從而為相關工作的有效開展提供基礎條件。在實際工作過程中，提升機需要進行重復性啟動，如果調速任務較多，設備故障的發生率也會進一步被提高，將設備的整體使用壽命縮短。變頻技術的應用，不僅可以促使提升機更好的滿足各項工作的開展要求，還能對提升機本身提供更多的保護。在提升機中加入變頻技術之后，可以有效降低調速過程中電阻的破壞率，在下放減速器過程中，電動機也會根據需要暫停運轉，甚至還能將用電情況轉移給電網。在變頻技術應用之后，提升機的性能將會得到進一步提升，由于變頻器內部軟件的作用，可更好地幫助提升機完成調速，降低了設備的故障發生率。除此之外，變頻技術的應用還可以幫助提升機節約更多的電能，從而達到節能目的。

3.5在電控絞車的應用

傳統的斜井絞車控制系統較多采取的是交流繞線式電機串電阻調速系統，電阻的投切一般而言都是使用接觸器來控制，這種控制系統一旦遇到高強度的工作環境，例如使用次數過于頻繁等就會發生交流接觸器主觸頭發生氧化的情況出現，進而導致設備的故障。同時，傳統的控制系統的控制層面還很低，控制也很不精準，綜合性能非常差，經常會導致各種問題例如停車位置不準確等。變頻技術正好可以解決上述問題，同時還具備其他優點，例如電壓波動的范圍能夠控制在很小的范圍之內，頻率波動的范圍控制也很精準，輸出功率和頻率具備高度可調性。因此根據這些結果不難看出，變頻技術在電控絞車系統上的應用提升了電控絞車系統的過載能力，能夠充分滿足使用和運行的需求。同時也提升了自動轉矩的低頻運轉額能力以提供必要的保護作用。故此，電控絞車運用變頻技術可以實現更高的可控性，同時控制精度也有所上升。

結束語

在煤礦機電設備中使用變頻技術很好的保證了整個機器系統的平穩運行，對系統電網電力也大大減少了損害與消耗，增強其壽命，為整個煤礦機電系統做出保障，同時更大大的增強了在煤礦開采中的安全性，減少由于機器事故發生的可能性?？萍甲屔畎l展，也更加有利于企業的進步和效率。

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（作者單位：棗莊礦業（集團）有限責任公司田陳煤礦）