煤礦機電設備中變頻節能技術的應用分析

劉志堅　鄭成寶　王木玉

摘 要：近年來，我國工業產業快速發展，在此背景下，煤炭工業也順應發展大勢，抓住發展機遇，取得了長足的進步。在發展的各要素中，變頻技術的開發與應用十分引人注目，因其卓越的節能效果和優良的調節性能，倍受青睞。在生產實際中，變頻技術已經被越來越多的煤礦機電設備所應用。本文將以變頻技術知識為基礎，對其工作原理進行簡要的闡述與分析，深入具體實際，探討其在煤礦和機電裝置設備中應用時應該留意的問題，并進一步展望本項研究對未來變頻技術在中應用的重要意義。

關鍵詞：變頻技術;煤礦機電裝置設備;應用

引言：近年來，國內煤炭行業發展勢頭強勁，以節能高效、靈活安全的發展方向為標桿，不斷研發新手段、新技術和新設備。然而縱觀當前煤礦產業發展實際，其自身環境依舊處于一個惡劣的境地，由于大功率設備居多，致使其生產條件較復雜，不確定因素大大增加，遠超一般生產工業，交織使用大功率設備經常會導致場面的無序、混亂，使得設備耗損較為嚴重，大大的降低了生產效率，且十八大以來，我國高舉節約資源保護環境的旗幟，嚴格管控高能耗高污染產業，積極進行經濟的現代化轉型。在此背景下，煤礦企業積極順應時勢，不斷的升級改造舊設備，大力研發變頻節能技術，并努力解決變頻技術在煤礦機電設備實際應用時產生的一系列問題。一系列創新改革的舉措，極大地推動了煤礦機電設備的技術水平的提高，并在生產節能方面取得了矚目的成就。

煤礦機電裝置設備與科技結合，變頻器便應運而生，這一設施的開發與運用，大大促進了機電產業的長足發展，助力了煤炭工礦工業企業的經濟進步和科技水平的提高。因此本文將以變頻技術知識為基礎，簡要闡述變頻技術的工作原理，分析與解釋該技術在煤礦機電裝置設備中是如何應用進行的，并且提出應對應用過程中所出現問題的方法。

一、變頻技術的工作原理

變頻技術在便利我們生活的同時，也為工業生產上帶來了巨大的便捷。變頻技術最初被研發是為了滿足調節電流頻率的需要。變頻技術的工作原理是：以電壓保持不變為前提，通過更改變換交流電頻率的方法，來實現自動化控制設備的目的。利用電力半導體器件的通斷作用原理，變頻技術便可以實現對無法改變頻率的交流電的轉換，最終獲得能夠改變的交流電，實現了變頻的調速。

二、變頻技術在煤礦機電設備中的應用

1.應用于采煤機

在某種程度上，采煤機代表了煤礦設備現代化和機械化的發展水平，是煤礦產業設備發展史的一座里程碑，所以，采煤機在煤礦開采中的作用不言而喻。因為通常情況下采礦機在惡劣的環境條件開展生產作業，所以采礦機的系統相對而言比較復雜，且采煤機在整個采煤工作中占據著核心和關鍵位置，牽一發而動全身，只要發生一點故障便會嚴重影響到其他采煤環節的正常工作，使采煤工作難以行進，為整個煤礦帶來嚴重的經濟損失，由此一來，如何發揮采煤機的最大性能，對其進行完善和升級改造便成為一項重要議題。正是看到了這一點，相關科研人員對采煤機的功能狀態不斷進行升級和改進，使其功能越來越豐富，變得越來越強大，但與此同時，越來越多的故障和問題也隨之而來，對后期的維修和保護提出來極大地挑戰。變頻技術誕生后，被廣泛的應用于采煤機，從而使采煤機具備了變頻調速系統，減少了作業過程中問題和故障的產生，減輕了后期維修人員解決故障的壓力，大大提高了生產工作效率。同時隨著現代科研人員對變頻技術的不斷改進，其自身的性能經受住時代和實踐的一次又一次考驗，從而被企業家廣泛認可，將其大力應用于采煤行業，這間接推動了我國的采煤技術的卓越發展。除此之外，煤礦企業還勇于創新，自主研發新技術，在電牽引采煤機的工作環節使用能量回饋型的四象限新型變頻器，進一步提高了采煤機的科技和知識含量，降低了采煤機的機器損耗，大大延長了使用壽命。

2.應用于風機

不同生產時期的礦井，往往會采用各異的通風設計。通常情況下，礦井生產中期會通過持續不斷換風機的方式來解決通風難題，但該方式在實際操作起來經常會導致設備產生問題和故障，增加后期的維修工程量，并且，在更換操作下，以前使用的風機會被暫時的擱置，從而造成資源配置不合理，產生資源浪費，降低設備的利用率。而變頻技術的誕生很好的解決了風機遇到的這一難題。通過裝配變頻器，便不需要再進行重復繁瑣的更換風機動作，實際地操作起來簡單便捷，提高了設備性能，大大減降低了風機資源浪費率，并且在節能方面也取得了不錯的成效，輕松解決了通風難題。

3.應用于膠帶輸送機

膠帶運輸機是煤礦煤流物流系統的主要設備之一，該運輸機通過工頻拖動，以交流電動機為動力裝置，利用液力耦合器促進機械設備的傳動和運行，十分便利，被許多企業主選擇。但使用過程中出現的問題也很多，例如交流電動機的使用會帶來傳動效率低下，啟動時電流過大和機械沖擊大的難題;輸送機運送過程中一旦運送距離長、負載量大或者傾角大，則極易引發帶載和重載啟停的情況，大幅度提升膠帶跑帶、斷帶等生產安全事故發生的可能性。但是采用變頻技術之后，設備和系統的軟啟動職能將得到發揮，可以確保設備和系統啟動與運行過程中始終保持平穩的狀態。特別體現在變頻控制的軟啟功能上，該設計徹底消除了以前存在的安全隱患，從根本上解決了這個技術難題。

4.應用于礦井提升機

變頻技術在礦井提升機中主要應用于兩大系統：PLC控制系統和高壓變頻、調速控制系統。礦井提升機的高壓變頻調控系統設計的工作原理是：通過應用單元串聯，多電平能量回饋類型的多象限高壓變頻控制器來達到提高系統的安全性和抗干擾性能力的目的，進而使的運行過程中的速度控制和位置控制功能得到改善，畫面動態監視功能和保護功能更加的穩固可靠。這一舉措將極大的增強礦井提升機自身的性能，提高啟動、運行、加減速時的工作效率，大大減少設施設備受到的鋼絲繩機械沖擊，提升安全水平系數，并且，還可以使高低壓控制回路間的通訊變得更加便捷。

結語：隨著當前經濟的快速發展，煤炭行業的規模不斷擴大，提高煤礦機電設備的科技含量便愈來愈重要。而變頻技術節能效果和調節性能俱佳，可以為煤礦機電行業的大發展助力，因此在煤礦電設備中廣泛應用變頻技術，不僅是二十一世紀科技發展的產物，更是煤礦電設備企業自身發展的現實需要，具有十分重要的現實意義。當前階段，變頻技術在風機、提升機、空壓機等設備中都有所應用，且均取得了顯著的使用效果，獲得業界一片好評。變頻技術的應用，不僅促進了自身設備性能的改善，提高了運行的效率和礦井裝備的水平，而且在確保礦井安全生產，推進節能減排事業方面均取得了令人滿意的成績，強有力的支撐了煤礦企業安全高效生產的宏偉目標。但是，對不斷提高我國煤礦機電設備的科技化現代化水平的目標來說，當前的發展水平還遠遠不夠，所以我們要不斷的革新變頻技術，提高其應用能力，使其為煤礦機電設備提供更好的服務。

參考文獻：

[1]李宏曉.變頻調速技術在煤礦的應用前景[J].科技信息，2010 （19） .