煤礦機電設備中變頻技術的運用

王 占

（鄂托克前旗長城三號礦業有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 016299）

變頻技術在許多電器中的應用都非常廣泛，使用變頻技術可以有效降低電器的耗能。在煤礦開采的過程中使用變頻技術，將之應用到開采使用的機器設備中，可以有效節省電能使用，提高機器的使用效率。例如，煤礦開采中使用的風機等機電設備中應用變頻技術不僅能節省耗能，還能保障在礦井以及開采地點的正常使用，避免由于機器出現故障造成開采工作受到影響。這也直接推動了變頻技術在我國煤礦行業中的應用與發展，大大提升了煤礦開采工作的效率。

1 變頻技術的作用及工作原理

1.1 變頻技術的實際作用

變頻技術顧名思義，就是通過一定技術使得機器在工作時，可以根據工作環境以及機器工作強度等影響因素，適當自動調節機器的運行狀況及其耗能情況。由此可見，變頻技術主要包括兩類的主要功能——變頻和節能。以上兩項主要功能也是帶動變頻技術在現代工業生活中具有廣泛應用的主要動力。從變頻的功能來看，在煤礦開采行業中，由于工作環境比較復雜，因此在使用機器時往往會根據開采地形以及礦井等對機器進行控制，甚至經常會緊急制動。這樣的操作不僅影響工作人員的工作進度，而且長期進行此類操作，對機器的損傷極大。將變頻技術應用到煤礦機電設備中，可以更加靈活簡便地對機器設備進行工作調整，這樣不僅不會影響機器的正常使用，還能有效提升工作人員的工作效率。從節能功能的角度來看，開采煤礦中使用的各種機器在使用變頻技術前，其調節方式是僅將機器工作中斷調節工作狀態，這樣只能簡單地調節機器的工作輸出量，卻不能相應的節省電能的使用情況。因此，這會造成大量的電能損耗，導致資金成本浪費。應用變頻技術后，可以通過變頻技術自動調節電能的輸出量，從而改變機器的工作狀態，這樣可以切斷電能浪費的根本，有效提升電能使用率。

1.2 變頻技術的工作原理

變頻技術的主要工作原理是通過線路中交直流電的更換實現電流頻率的變化，但是，變頻技術中的電流頻率變化并不會引發電能的變化。在機器工作過程中，電流頻率的變化以及交直流電的相互轉化會極大地減少電能的浪費，將變化的電流輸送到機器中以支撐機器工作，可以有效節省機器工作中浪費的但能，實現節能效果。

2 變頻技術在煤礦機電設備中的應用現狀

煤礦開采工作中，會使用很多機器協助開采。其中，風機可以保障礦井中的空氣正常流通，為工作人員提供正常流通的氧氣；水泵可以將開采過程中的積水順利泵出，以保障礦井中沒有雜質干擾開采；升降機可以將開采中的土壤及礦石等運送到地面上。這些機電設設備等都是煤礦開采工作中必要的設備，而將變頻技術應用到這些設備中，能夠有效控制電流的輸送狀況，減少由于工作環境的變化造成電能浪費，大大提升電能的利用率。使用變頻技術，還能改善機器的操作功能，使得機器更加自動化，不會由于人工操作不當以及強制改變其工作狀態損害機器，能夠適當延長機器的使用壽命。

目前，我國大多數行業都開始應用變頻技術，在煤礦開采行業中，也有不少企業開始逐漸將變頻技術應用到煤礦機電設備中，這直接提高了我國煤礦開采行業的工作效率，還能為所有工作人員的生命安全作出有效保障。煤礦開采行業中應用變頻技術，能極大程度上促進我國煤礦行業的進步與發展，使得我國煤礦行業在世界范圍內占據非常重要的位置，間接促進我國社會經濟的發展與進步。此外，由于大多數煤礦行業都開始應用變頻技術，一些小型的企業也認識到變頻技術的應用優勢，并通過學習與考察將變頻技術應用到自己企業開采煤礦的工作中，使得原本落后的機器煥然一新，帶動煤礦行業的技術建設與發展。

3 變頻技術在煤礦機電設備中的應用要點

3.1 變頻技術在皮帶機中的應用

皮帶機作為煤礦開采行業中非常重要的運輸工具，其在開采過程中經常被用到。在皮帶機工作時，由皮帶帶動輪車進行位移，將車中的材料運輸到指定地點。通過使用皮帶機，能夠大大提升工作效率，形成比較完善的運輸系統。但是，在皮帶機啟動過程中，需要在啟動瞬間帶動整個系統進行轉動和工作，因此，皮帶機的啟動需要耗費大量電能。這些電能并未完全被皮帶機使用，而是在啟動后就被浪費。同時，啟動過程中皮帶開始緩慢轉動，但是由于啟動瞬間電能驟增皮帶受到影響極容易發生斷裂，液力耦合器在啟動瞬間也會由于啟動產生大量的熱能，這些熱能會嚴重影響皮帶機的正常工作，長期工作后會造成機器的損傷。將變頻技術應用到皮帶機中，可以在啟動瞬間減少電能的損耗，平緩的電能輸出使皮帶機開始運行，通過這樣的方式能夠有效提升皮帶機的使用壽命和提升工作效率。

3.2 變頻技術在采煤機中的應用

采煤機是煤礦開采工作中必須使用的重要機器之一，開采人員使用的開采工具，因此采煤機通常需要最惡劣的工作環境下工作。由于礦井中的照明條件以及通風狀況不夠良好，因此在采煤機工作時容易出現機器受潮等故障，嚴重時還會由于導線的漏電造成火災爆炸等，這樣的故障嚴重威脅著一線開采人員的生命安全。為解決這樣的事故，減少采煤機發生故障的概率，有效保障礦井匯總煤礦開采人員的生命安全和財產安全，要將變頻技術應用到采煤機中。與傳統采煤機相比，同一時間內變頻采煤機能夠挖掘更多煤礦，其開采質量也得到很大程度的提升。另外，變頻技術下的采煤機，減少了由于電流控制不當造成的安全事故以及機器故障，能保障人們的生命安全，減少維修機器使用的資金成本。

3.3 變頻技術在風機中的應用

風機在煤礦開采過程中的作用，就是保障礦井中的空氣正常流通，保障地下工作人員的生命安全。在風機工作過程中，隨著礦井深度不斷變化，礦井中的氧氣濃度也在相應發生變化，工作人員需要在礦井深度加深、氧氣濃度越發稀薄時更換不同工作效率的風機，而不斷地開啟、關閉風機會造成嚴重的電能浪費現象。另外，礦井內部空氣的流通需要多臺風機同時工作才能確保有足夠的氧氣，這樣在工作中可能會由于頻繁開更換風機規模而造成工作人員的工作效率降低。在風機中應用變頻技術，可以自動調節風機的工作頻率，使礦井深度不斷變化時不需要頻繁更換風機，且能在不影響礦井正常工作的基礎上有效節省電能。

3.4 變頻技術在水泵中的應用

礦井開采過程中，隨著礦井深度不斷增加，難免會遇到一些地下水的流經路線，若開采中不小心將地下水的流經路線截斷，就會在礦井中積累大量地下水。此時若不及時處理這些地下水，這些地下水滲透到井壁上時就可能會造成礦井塌方，對工作人員的生命安全有非常大的威脅。同時，地下水具有一定的導電性，而地下作業工作時需要用到導電線路，若導線的某部位裸露在空氣中，一旦與地下水一經接觸，就會立即發出電流，這時礦井中的工作人員就會有觸電危險。而且，若電流過大，甚至還會造成嚴重的爆炸事故。因此，水泵的作用被凸顯，將地下水通過水泵從地下泵出，可以有效保障礦井中的安全的工作環境。水泵在工作過程中必須保持長期運行，該過程對電能的消耗極大。將變頻技術應用到水泵中，根據泵水數量適當調節水泵的工作效率，這樣可以保障在泵水較少時最大限度地節省電能。

3.5 變頻技術在提升機中的應用

提升機是煤礦開采工作中關鍵性的運輸設備，其主要功能是將大型機器等從地面運輸到地下。由于大型開采設備的重力較大，并且提升機本身工作所需要的功率也較大，因此在提升機啟動時可能會出現許多問題。首先，在礦井中需要隨時改變提升機的運輸速度，而改變運輸速度需要通過安裝設置不同的電阻來確保提升機的運輸速度發生變化，這樣就會造成由于電阻過大引發的電能浪費。其次，通過電阻改變通過的電流，從而改變運輸速度，在此過程中，提升機本身也會受到一定程度的損傷，長期工作會造成提升機故障。將變頻技術應用到提升機的工作中，可以有效減少上述問題的發生，變頻功能代替電阻改變電流，從根本上控制電流的輸出，從而達到節能效果。變頻提升機在工作時就能夠根據運輸速度控制電流輸出，使得提升機的工作狀態比較穩定，從而提升其使用壽命。

4 結束語

煤礦機電設備中對變頻技術的應用范圍越來越廣泛，目前我國不少煤礦開采團隊都已經基本實現了變頻技術的初步應用，為其工作效率的提升與工作人員的生命安全提供了巨大的保障。在各類型的煤礦機電設備中應用變頻技術，可以提升該設備的工作效率，對整個開采行業都具有非常關鍵的作用，對于提升我國煤礦開采技術在世界范圍內的影響力也有極為關鍵的作用。