煤礦機電設備中變頻技術的應用研究

劉劍

摘 要：在可持續發展理念下，煤礦產業不僅需要保持較高的生產效率，也需要做到資源節約、環境友好，這樣才能為我國煤礦行業的可持續發展提供保障。分析了煤礦機電設備中變頻技術的實際應用。

關鍵詞：煤礦機電設備;變頻技術;應用

變頻技術從本質上來說就是節能技術，能夠在提升工作效率的基礎上，做到資源節約，該技術能夠充分發揮半導體元件的作用，在運行過程中改變電流工作頻率，降低設備運行損耗。將變頻技術應用到煤礦機電設備中，能夠降低設備運行負擔，延長使用壽命，減少能源消耗。

1.變頻技術概述

1.1變頻技術的含義

變頻技術能夠將直流電逆變成不同頻率的交流電，主要在變頻器的輔助下完成，在變頻過程中，電能保持不變，唯一變化的只有頻率。變頻器能夠改變電壓，可以根據實際情況對其起到調節作用，在不影響煤礦機電設備正常運行的前提下，做到資源節約，控制能源耗損，當前在煤礦行業中，變頻技術得到了廣泛應用。

1.2變頻技術工作原理

變頻器是機電設備控制系統中的重要組成部分，主要利用微電子技術來改變電源頻率，實現對煤礦機電設備的有效控制，起到節能減排的作用。在設備運行的過程中，變頻器具備將電流轉變為直流電的功能，在直流環節能夠起到儲備能源的效果，再通過逆變的形式，把直流電轉變為交流電。近些年我國科學技術發展迅速，取得了重大發展突破，變頻器也具備更加強大的功能，當前已成為煤礦機電設備中的核心環節，能最大程度上提升工作效率。

1.3變頻技術在煤礦機電設備中的應用優勢

在我國經濟和社會發展進入新階段的時代背景下，煤礦產業迎來了新的發展機遇，變頻技術的廣泛應用，為其注入了新的發展活力，能在節省能源消耗的基礎上，提升煤礦企業的經濟收益，其優勢主要表現在以下幾個方面：（1）具有較高的可靠性。相比傳統技術，變頻技術的功率大大提升，在電機運行過程中能夠與其形成負荷結合，起到控制效果，能夠根據運行情況及時調整電機運行的各項參數，起到降低消耗的作用;（2）具有節能減排功能。在科學技術不斷發展的背景下，大量先進設備的應用擴大了煤礦產業生產規模，變頻技術的應用能夠起到節能減排的效果，減少廢棄物排放量，改善生態環境破壞日益嚴重的問題。各種大型煤礦設備在運行過程中都需要消耗大量電力資源，變頻技術能有效改善設備性能，減少能源損耗，提升資源利用率。

2.變頻技術在煤礦機電設備中的應用

2.1在通風機中的應用

煤礦生產環節離不開通風機設備的輔助，在以往的開采活動中，通風機無法實現隨機變頻，但是在變頻技術廣泛應用的背景下，該難題迎刃而解。以某煤礦開采所使用的通風機為例，其總風量為13200m3/min，功率為2*400kW，在實際運行過程中，風量保持在7000m3/min就能夠滿足工作要求，可以合理利用變頻器對其進行改造，將輸出頻率控制在42Hz，輸入電壓保持在10.3kV，經過實際研究可以發現，在運行中只需要19A的電流就能夠保持7200m3/min的風量，且此時的功率為336kW，相比原來，能源損耗大大降低。

2.2在采煤機中的應用

采煤機工作狀態的良好與否會對采礦環節造成直接影響，該設備較為復雜，在應用過程中其能源損耗也一直是比較難解決的問題，要從功率控制方面入手。變頻技術的應用就能有效解決這一問題。在采礦過程中會受到各種因素的影響，其中最主要的就是地質因素，在面對不同的地質時，需要應用到不同的頻率，做出靈活調整，這樣才能夠進一步提升工作效率，變頻技術就能很好滿足這一要求，能自動調節采煤機中切割機的頻率，讓采煤機能夠在不同的地質環境下應用不同的頻率，提升工作效率。

2.3在皮帶傳輸機中的應用

在煤礦開采完畢之后，需要利用皮帶傳輸機進行煤礦運輸，這也是煤礦產業中必不可少的關鍵設備。早期的傳輸設備主要依靠工頻拖動與耦合器的相互作用來實現傳輸功能，該方式的傳輸效率不高，在實際工作中會產生較多的能源損耗，且該設備存在的一點較大缺陷就是，一旦皮帶上的煤礦重量太大，就會加大皮帶和耦合器的磨損程度。且該設備不管是從造價還是從運行過程來看，都需要大量的資金投入，在維護、保養方面的耗費也十分驚人。在科學技術不斷發展的時代背景下，需要將皮帶傳輸機和變頻技術進行有效結合，提升機械設備的電網浮力，減少設備的磨損情況，延長設備使用壽命，為煤礦企業節省生產成本。

2.4在水泵中的應用

在煤礦開采、運輸的過程中，需要以實際環境為主要依據調解水流量的大小，從以往的水量調解來看，一般都是利用閥門來調解水泵，但在長時間運行過后，水泵的功能性會受到嚴重影響，其運行效率難以一直保持在較高水平，縮短其使用年限。將變頻技術應用其中，能夠利用PLC設備對水泵進行調節，提升其靈活性，也使得水泵設備朝著現代化、智能化的方向發展，提升運行效率。

2.5在礦井提升機中的應用

在煤礦生產過程中，礦井提升機起著重要作用，但是其運行較為復雜，且工作環境惡劣，一直都處于高強度運行狀態，因此該設備的質量和性能需要具備較高水平。礦井提升機在實際運作中需要反復開啟，對其變速功能也有一定要求，這就很容易出現內部短路或其他方面的故障，一旦出現故障就會對煤礦開采作業造成嚴重影響。在變頻技術研發和應用后，該問題能夠得到有效解決，使得礦井提升機在內部軟件的作用下，以更高的效率完成作業，能夠根據實際環境及時調節能源消耗量，也避免設備反復操作、重啟引發的故障。在我國科學技術不斷發展的背景下，有關人員研發出了一種專門針對礦井提升機的變頻機，其兼容性更高，也能夠進一步改善提升機的性能，充分發揮其應用優勢。

2.6在流體負荷設備中的應用

煤礦生產同樣也離不開流體負荷設備的支持，流體負荷設備包含的內容較為廣泛，上述的風機、給水給液用泵設備都屬于其范疇。在風機中的應用能夠減少能源消耗，提升運行效率;在給水給液用泵設備中的應用，能有效提升其靈活性;在抽水泵中的應用，能夠實現平滑起停的靈活控制，避免了抽水泵空轉所能夠造成的能源損耗，同時也為設備安全運行提供了必要保障。

2.7在空壓機中的應用

在生態環境保護、可持續發展理念的影響下，在煤礦開采的過程中，更加注重節能降耗，這也能夠為煤礦企業節省大筆生產成本，空壓機在煤礦產業中的作用不可忽視，能夠帶動氣動設備、風鉆等穩定運行，為煤礦開采工作營造良好的環境。從以往的空壓機工作狀態來看，開環控制模式是主要的使用方法，在頻繁的開關、重啟過程中，會造成巨大的能源損耗。將變頻技術應用其中，可以將單一的開環控制模式轉變為壓力閉環和開環控制手動調節兩種，可以根據實際情況調節空壓機的轉速，讓其保持高水平的運行狀態，也加入了自動預警系統，在設備異常時能夠及時告知工作人員，提升了設備運行的安全性。

結語：

總而言之，變頻技術在煤礦機電設備中的應用包含方方面面，能夠進一步提升設備運行效率，減少不必要的能源和資源浪費，延長設備使用壽命，為煤礦開采行業注入了新的發展活力。要實現我國煤礦事業的可持續發展，就需要加強對先進技術的研發和應用，并將其和各項設備相結合，為煤礦企業的經濟和社會效益提供必要保障，同時也符合可持續發展的基本理念。

參考文獻：

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（云南曲靖富源縣能源局十八連山能源分局? 云南富源? 655507）