變頻技術在現代煤礦機電工程中的應用

文/任昕亮

社會發展對煤炭的需求與日俱增，但是相對應煤炭行業的利潤也隨之下降。在激烈的競爭環境當中，煤礦企業對于煤礦資源的開采方式更加趨向于自動化，而在煤礦企業進行自動化開采的進程當中，變頻技術的使用會就其開采過程的安全性方面起到重要的作用，在保證安全的前提之下，煤礦企業可以合理的控制自身生產成本，不斷提升自身的綜合實力。而雖然將變頻技術應用到煤礦生產中將節省大量的能耗和成本，但是該技術的發展還有很大的提升空間。

1 變頻技術應用的初步認識

變頻技術不僅能夠在煤炭行業廣泛使用，在很多行業也有巨大的前景。但無論如何其最關鍵的設備就是變頻器，這和三相異步電機密切相關。煤炭作為不可再生資源已經無法長期滿足人類的巨大需求，更有效率的開采成為行業發展的必然要求。同時，公司也應該有強烈的憂患意識，居安思危，采用先進的開采技術，降低能耗。所以，廣泛的采用變頻技術成為行業的必然選擇。既可以節省電力的消耗，也可以降低對環境的影響。其次，在變頻技術的作用下賦予煤礦機電設備一定的自動化效果。可以通過變頻器自主調節工作的參數，將設備的運行調整到最佳的狀態。

而變頻技術在工作當中主要工作原理是將系統中的工頻電流轉化為直流電壓，這些直流電壓在進行一系列轉變之后，通過形成相應的頻率，最終產生交流電壓支持電機的運轉。在當前的煤礦機電工程當中，合理對變頻技術進行使用，不僅提高了煤礦資源開采人員的人身安全性能，并且對于在工作過程當中使用的機械設備，也可以有效降低其負荷，最終對煤礦企業產生更高的經濟效益形成一定的影響。

2 變頻技術的應用迫在眉睫

（1）目前我國進行經濟去杠桿，淘汰過剩的產能，很多高耗能企業面臨淘汰重組，煤炭行業經過很多年粗放的發展已經進入了逐漸良性發展的軌道；

（2）新能源經濟成為未來發展的趨勢，意味著其必然取代傳統的煤炭行業的部分地位；然后，在不可再生資源日益減少的今天，節約使用、高效開采成為全民的共識，同時也是行業發展的必然要求。

（3）市場競爭日益激烈的今天，企業要想在市場上始終占有一席之地，必須不斷對自身實力進行優化提升，通過不斷發展的新興技術來提升自己的核心競爭力，防止被市場淘汰。

對此，煤礦資源開采的企業必須對市場進行深入了解，在不斷變化的市場環境當中選擇最適合自身發展的道路，采用以變頻技術為代表的新技術必然是煤礦機電工程的選擇，只有通過不斷改進自身開采過程當中的技術能力，煤礦企業才能在有效降低自身成本費用的前提之下，獲得較之行業其他競爭對手更為高額的利潤，使企業不斷增添新的活力，長期發展下去。

3 變頻技術在煤礦機電工程的應用

3.1 變頻技術在空氣壓縮機中的運用

在傳統的實踐中主要通過空氣壓縮機給煤礦風動機提供動力，導致電機一直處于工作的轉態。其次，壓縮機需要通過控制調節壓力的大小。所以，氣體含量小于實際需要的含量時，空氣壓縮機一直處于高頻率的運行狀態，嚴重影響電網其他設備的正常使用。但是在技術的加持下這種狀況會極大地改變，可以實時監控設備的運行，不斷調整電極的用氣量，從而可以有效控制設備的運轉速度，減少空氣壓縮機的運轉頻率，提升效率。并且在煤礦資源開采中期，對于其施工的實際操作難度會要求更高，操作過程也會非常復雜，再次過程當中，機器設備出現故障的時候，空氣壓縮機往往會由于機器設備維修難度較高、長時間處于不工作狀態而閑置在現場，這就造成了在煤礦資源的開采過程當中，出現了大量的資源浪費現象，空氣壓縮機的使用率也會明顯降低。對此，在空氣壓縮機當中使用變頻技術便可以有效避免這一現象的發生，起到良好的節能效果。

3.2 變頻技術在采煤機中的應用

采煤機在這個系統中的作用至關重要，出現故障影響整體的運行，通過變頻技術不僅可以降低采煤機事故的次數，而且在煤礦機電工程當中，可以大幅度降低電量使用，從而進一步降低在此過程當中的機械成本以及制造成本，為企業獲得更高的經濟利潤產生積極的影響。因為變頻技術可以通過能量回饋達到節電的目的，還可以牽引采煤機的運行。其次，還可以通過逆變電路和交流電的相互作用，大量節省用電。

3.3 變頻技術在煤礦資源開采人員安全方面的應用

變頻技術在煤礦風機中的運用對煤礦企業來說通風設備關系人員的安全，一直處于工作的狀態。但是隨著開采深度增加，煤礦風機的功率也隨之增加。煤礦風機的安全可靠以及節電成為重要的考慮因素。現實中由于通風的設計不盡相同，后期的維護和更新難度也有所差異，并且在維護過程中通風設備處于短暫的閑置狀態，得不到合理的運用，而且長期閑置會嚴重威脅工作人員的生命安全。但是變頻技術的使用會很好地改善這種不合理的狀態，因為變頻技術和風機的組合可以減少重復的作業，而且對煤礦的通風問題也可以很好地解決。主要得益于變頻技術很好地解決通風、效率以及人員的安全之間的關系。

3.4 在礦井機提升機中的運用

礦井提升機的工作條件極為復雜，設備的可靠性、人員的安全以及生產的效率都必須得到保證。但是礦井提升機一直處于不斷啟停狀態，設備的磨損比較嚴重，使用的年限也會大大降低。但是變頻技術的使用可以動態監測工作的狀態，對啟停、加速、減速合理的控制，減少機械之間的相互沖擊。因此，人員可以根據工作的需要進行轉速的控制。

3.5 在皮帶輸送機中的運用

皮帶輸送機是常用的運輸設備，以往主要有相應的電機帶動皮帶的運轉實現煤炭的運送，但是借助液力耦合器進行啟動嚴重影響電力的穩定，皮帶的嚴重磨損增加后期的維護成本。但是變頻技術很好地改善了這一狀況，無需借助液力耦合器實現啟動，實時監測皮帶的運行狀態、表面的張力。所以，對整個電力的穩定和皮帶的磨損都有很好的改善作用。

3.6 在水泵中的運用

和我們常見的水泵有所不同的是煤礦中的水泵不僅可以實現液體的抽取，還可以進行增壓的工作。水泵在長期的運行中出現電能的極大消耗和設備磨損是常見的現象，但是通過變頻技術的運用可以很好地控制額定的運行限度，合理的開始運轉速度和啟停時間，從而降低運行的故障。

3.7 在皮帶設備中的應用

在煤礦企業機電工程實踐當中，往往會有很多環節需要使用皮帶設備。煤礦資源的開采過程會通常是在井下進行，對于工作人員開采的煤礦資源，需要進行長達幾百米的傳輸，而在這一傳輸過程當中，傳輸機設備通常很大程度依賴于皮帶設備。在皮帶運輸機啟動之時，通常需要較大的瞬時電壓對其進行啟動，如果運輸機設備啟動時需要的這一瞬時電壓未能得到較好的控制，那么運輸機當中的一些元件設備便會產生一定的損耗，長此以往會對煤礦資源的開采過程的順利進行產生不利影響，浪費煤礦企業對資源開采時所消耗的人力以及機械成本。而皮帶運輸機在啟動之后，雖然之后的傳輸工作依靠于皮帶與滾筒之間摩擦產生的作用力來進行，但是在這一過程當中，摩擦會產生大量的熱量，皮帶的熱度會不斷升高。如果不能及時對這些熱量進行釋放疏散，不僅皮帶的質量會受到影響，而且在長期的工作之后，皮帶的磨損會對煤礦資源的開采過程留下非常重大的安全隱患。對此，變頻技術的使用便有效解決了皮帶傳輸機在工作過程當中可能出現的上述問題，從控制啟動時的電流以及減少傳輸過程中摩擦產生的熱量兩個方面著手，在解決上述問題的同時進一步提升皮帶運輸機的使用壽命。

4 結束語

社會的發展必然是機械取代人工的一個過程。機械設備的應用將在社會各個角落，但是如何合理的使用機械就是我們必須認真考慮的話題。因為資源的有限性和人類發展持續性的客觀現實，要求人們不斷改進技術、節約資源、降低能耗。其次，每個行業有其自身的發展規律，在尊重規律的基礎上合理的布局、著眼未來才有出路。變頻技術在現代煤礦機電工程中的應用就是很好地體現。煤礦行業的發展早已不是粗放的發展模式，必須有新技術的加入才符合目前的發展現實。變頻技術的使用就很好地迎合了現實生產發展的需求，既可以為社會牟利，也可以為自身的發展增強競爭力。所以，通過變頻技術合理的調整生產的各個環節，減少不必要的消耗，使各個環節合理配合，達到生產效率的最大化。