關于煤礦機電設備中變頻技術的應用探討

張憲民

（陜煤集團，神南產業發展公司，陜西 榆林 719300）

煤礦開采是一項必要的工作，但是在開采過程中，不僅使環境得到污染，同時還使能源消耗的總量不斷提升，我國的一些煤礦企業也在不斷進行技術創新。但是開采煤礦需要應用很多設備，設備有很多種類，同時還有比較復雜的類型，所以在應用過程中，需要消耗大量能源，但是變頻技術的出現，使上述問題得到解決，在煤礦機電設備中，使用變頻技術，不僅可以使環境污染降低，而且還可以減少能源消耗的總量，但是企業在使用變頻技術的過程中，需要考慮諸多問題，如果對各種設備不進行考量，變頻技術就無法發揮真實作用，所以本文通過翻閱一些書籍，通過對其進行分析，闡述變頻技術的原理和應用，同時也提出一些使用原則，希望變頻技術能夠在煤礦機電設備應用中發揮出自己的優勢。

1 變頻控制技術的發展及原理

現階段，隨著我國科學技術的飛速發展，電子技術和控制理論不斷被應用于各行各業的技術創新與發展之中。變頻控制技術的應用范圍不斷擴大，隨著GTR元件和IGBT元件的出現，變頻控制技術已經逐漸成為智能頻率模塊中的重要組成部分。在控制理論的應用中，同樣也實現了對傳統控制方式的有效改進，在實際變頻器的應用技術當中，轉矩直接控制方式與矢量控制占據了重要作用。從新技術的應用上來看，控制方法主要分為模塊自動化控制等多種方式，都是作為現代變頻控制技術中的重要研究內容。隨著單片機的出現，引導著該項技術的發展并逐步走向成熟，通過對數字信號處理器的應用，成功生產出來具有精簡指令集計算機（RISC），同時促進高級的專用集成電路在各行業匯總的實際應用。從功能的角度進行分析，對變頻控制技術的應用，不僅能夠實現對調速功能的應用，同時可以通過對內置可變程序、參數識別等功能的有效提升。通過對該項技術的應用，能夠有效促進機電設備朝向自動化、機械化方向發展，為我國的煤礦企業的發展提供了有效的技術前提。

2 變頻節能技術在煤礦企業的應用現狀

煤礦企業是一個較為特殊的行業，在該行業中，相比于開采成本，企業更加重視工程安全。而變頻節能技術在煤礦開采過程中的應用相對較少，所以煤礦企業并沒有輕易地引入變頻節能設備。但是隨著現代科技的不斷發展和成熟，一些煤礦企業也開始嘗試該技術的推廣和使用。在這些設備應用了變頻技術之后，不僅能夠大大節省開采能耗，同時還在很大程度上改善了設備運行的性能，機電設備的使用效率得到了明顯的提升。另外，采用變頻節能技術之后，相應的設備無需一直工作在額定狀態中，降低了對設備的損耗，減少了人工維護和保養的成本，這也是變頻技術能夠得到推廣的主要原因之一。

3 煤礦機電設備中變頻節能技術的應用

1）在采煤機中的應用。技術是推動社會發展的重要推動力。隨著時代的發展，人們的需求和經濟的發展有著密切的關聯。并且在工業化的不斷發展中，越來越多的先進技術被研發，尤其是在煤礦機電設備的應用中，變頻節能設備不僅具有節能的特點，還能提高煤礦生產的效率，促進企業獲得更高的經濟效益。而變頻節能技術在采煤機中的應用也是比較普遍的。在傳統采煤機變頻調速系統中通常會使用“一拖二”的形式，逐漸發展成“一拖一”。而且我國能量回饋型四象限運行的交流變頸調速采煤系統也早就處于世界的領先地位，國產電牽引采煤機的行走功率也達到了最大2×110kW，變頻器電壓也可以達到380V，這樣就可以很好地實現額定轉速下的恒定轉矩調速，還可以將額定轉速以上的恒定功率調速及兩臺變頻器之間的主從控制和轉矩平衡。將變頻節能技術應用到采煤機中可以很好的控制機器，實現操作方便、速度可調節的目標。

2）變頻節能技術在煤礦通風設備中的應用。對于煤礦生產系統來說，通風系統的耗電量占有很大的比重，這樣就浪費了很多的資源。所以說，探索通風系統中的節能技術是非常有必要的。變頻技術在不斷成長，變頻技術被瘋狂地應用于煤礦生產過程中。現如今，煤礦的通風系統中也逐漸滲入了變頻節能技術。變頻節能技術在煤礦通風機中的應用，不僅有效地改變了通風系統的運行狀態，并且煤礦節能問題也迎刃而解。

3）變頻節能技術在煤礦提升機上的應用。提升機和傳輸機是煤礦生產企業中使用頻率和作用有相似的地方，一方面，這兩種設備本身工作環境相似，另一方面，這些設備自身有調速的需求。提升機在進行提升的過程中需要進行速度的調節，而傳輸設備也需要進行調整。但是以往對設備進行調速往往采用串聯電阻的調壓調速方式，雖然這種方法能夠調整速度，但是其本身增加的電阻也會產生較大的能耗。通過變頻技術能夠將公頻電壓進行頻率調整，通過調節供電的頻率進一步調整設備運行的速度。如今這種控制也變得更加智能化，將電機控制過程中的相關變化量作為控制型號，利用微處理器進行處理，能夠使得變頻設備按照條件的變化自動調整電壓頻率。而在傳輸設備上，變頻設備以往使用的液力偶合器實現對設備的軟起動，但是這種方式會加速設備的老化和損壞。而變頻設備可以保證設備啟動過程中電流的變化幅度很小，降低了對電機設備的沖擊，在節能調速的過程中也延長了設備的使用壽命。

4）在皮帶運輸機中的應用。在皮帶運輸機中變頻節能技術的應用也具有極高的應用價值。在煤礦生產過程中，皮帶運輸機是不可缺少的運輸設備，因此對運輸技術也有著較高的要求。而變頻節能技術就可以帶來很好的使用效果，還可以提高設備的性能，健全運輸機的功能。不僅如此，皮帶運輸機主要是將井下挖好的煤炭運輸到地上，其中主要是依靠皮帶的摩擦牽引作用，這也是皮帶運輸機的工作原理。與傳統的運輸工具相比，應用了變頻節能技術的皮帶運輸機就有很大的優勢，它可以采用變頻技術來解決以前經常出現的皮帶斷裂、軟化的現象，進一步提高工作性能。不僅如此，變頻節能技術還能夠減少皮帶運輸中的發熱現象，減少電流的波動，從而還能提高皮帶運輸機的使用壽命。變頻技術在煤礦機電設備中的應用可以很好地提高煤炭的生產效率，在各個方面也能發揮出很好的效果。除此之外，隨著人們對節能環保的重視，變頻節能技術就可以很好地達到保護環境的目標。

4 結束語

煤礦開采企業面臨著較大的發展成本壓力，要想企業在未來發展過程中獲得更加廣闊的空間，必須針對開采工作進行成本管理。通過使用變頻設備，能夠極大地降低開采過程中機電設備的用電量，從而在很大程度上降低煤礦開采過程中的成本。對于企業未來的發展有著巨大的推動作用，也能夠為企業贏得市場中的主動權。