變頻控制技術在煤礦機電設備中的應用

潘磊磊

摘要：煤礦行業中，先進技術的應用取得了一定的成果。在現階段來看，計算機電機技術在機電設備得到了廣泛應用，自動化控制技術、電子信息技術也廣泛應用在了煤礦機電設備中，整體來看，大功率輸送技術逐漸成熟，在根本上使煤礦行業進一步實現了自動化生產。在煤礦機電設備中，通過變頻控制技術的不斷融入，煤礦開采工作變得更加清潔，在節能方面取得了較為滿意的效果。

關鍵詞：變頻控制技術;煤礦;機電設備

引言

在煤礦行業中，由于機電設備的升級，以及變頻控制技術的不斷應用，在一定程度上促進了煤礦行業的健康發展。經過變頻控制技術的運用，提升了機電設備的穩定性、安全性，在速度方面具有較強的可調性能，實際操作也比較簡單，在工作效率方面也有所提升，且不會占據很大的空間，在拆卸時也比較便捷。煤礦機電設備應用變頻控制技術后，生產過程得到了全面優化，在節能方面發揮了很大優勢，提升了能源的利用率以及生產效率。

1變頻控制技術簡介及其工作原理

變頻控制技術在使用過程中的工作原理主要指的是交流電先通過半導體，然后，變為其他頻率，接著，再利用相關的設備將交流電改變成直流電，最后，再采用逆變器有效時間對電流以及電壓的調節和控制，這就是煤礦機電設備在使用過程中的無機調速，采用這種調速方法能夠更好地降低機電設備的生產能耗，節約能源，同時，還可以對周圍的環境起到一定的保護作用。變頻調速技術在使用過程中能夠按照機電設備的工作量對速度進行調整以及更改，當機電設備的工作負荷較高時提升速度，工作負荷較低時降低速度，采用這種方式能夠有效實現電流頻率對電機轉速的控制，這樣能夠更好的對煤礦機電設備進行控制，充分保障煤礦在開采過程中的穩定性以及安全性，提高煤礦開采的工作效率。

變頻控制技術在使用過程中的電路主要分為四個部分：整流、直流、控制、逆變，這幾個部分相互作用、相輔相成，共同加強對煤礦機電設備的控制。煤礦機電設備中使用變頻控制技術，能夠更好地提高機電設備的各項性能，保證機電設備的運行效率，降低煤礦開采過程中的能耗，是煤礦行業運行過程中不可缺少的技術之一。隨著我國科學技術的快速發展，變頻器的應用范圍也在不斷擴大，比如，數字化、編程、通訊等，這些技術的使用都能夠為變頻控制技術在煤礦機電設備使用過程中提供可靠的依據。

2變頻控制技術在煤礦機電設備中的應用

2.1在采煤機中的應用

目前，大多數的采煤機設備都是應用變頻調速電機的牽引來進行采煤工作的，由于采煤機的工作量較大，應用變頻調速電機進行牽引可以有效的降低人工的成本，作業人員可以完成其它的工作，優化了人力資源的配置，在變頻調速電機中使用的是四象限變頻器調速模塊，以便更好的控制牽引的速度。

2.2在提升機中的應用

在煤礦的機電設備中，提升機是煤礦開采的重要機電設備之一，它的使用保障了工作人員的人身安全以及物料的安全。但是傳統的提升機在性能上還有所欠缺，如散熱不均、能耗高、精確度低等，這些問題都給煤礦開采工作帶來了一定的影響，而將變頻控制技術應用到提升機中，提升機的整體性能得到了很大的改善，表現在以下幾點： 第一，變頻技術與編程器進行結合，控制了提升機的運行流程，從而提高了其穩定性; 第二，提升控制的使用率，大大降低了故障率; 第三，編程器可以直接排出故障，節約人工成本，提高工作效率。

2.3在皮帶機中的應用

皮帶機的功率大于提升機功率，通過然繞線電機并且經轉子繞組降壓啟動后工頻巡行經液力耦合器切換到皮帶機。它的操作方法是通過驅動輪轂，通過摩擦力牽動皮帶，皮帶通過其獨特的張力變形以及摩擦力在滾軸上面轉動。其中，轉子串聯電阻提高了轉矩，提升了減壓和空載啟動的能力，然而啟動電流仍過大，易造成電網電壓的不穩定，電機內部機械沖擊，散熱情況較差。因為啟動時間不足，導致皮帶斷裂和老化嚴重，因此皮帶必須足夠堅固。當液力偶合器工作時，內部油溫升高，磨削部件的情況嚴重等，維護難度和成本提升，對環境產生污染，功率平均和同步變得困難。皮帶機使用變頻技術實現軟啟動和軟停止，皮帶機的工作性能得到穩定。改造后，系統根據負載的變動來調節輸出頻率和轉矩，改變電動機以前的工頻恒速運行方式，節省了功耗。

2.4 通風機中的運用

在礦井的主要設備中，在礦物生產中通風機起著重要的作用。作為重要通風設備，它運行時間久，在礦井中被稱為“呼叫系統”。隨著采礦和挖掘工作的進展，風壓持續增大，其所需的功率也在增加。所以，在礦井下作業是通風機的功率也是重要問題。采用設備進行變頻調速后的礦井通風機，通過巷道風量需求的預測進行調速，減少了能耗，實際效果也非常的好。由于在修改變頻器后的通風機即可實現變頻軟啟動，因此，電流的沖擊減弱，減少了對電網設備的影響，并且可以隨時啟動和停止。多數情況下，通風機的運行速度較低，這使通風機工作強度降低，從而可以延長通風機的使用年限，減少了維護的次數。同時，為了保證相同的電動機轉速，在正常情況下，要求2 臺電動機的工作頻率盡可能一致，以避免形成風阻并影響風扇的正常運行。

2.5井下水泵中的應用

在整個礦井中，井下水泵主要是起到排水的作用。在建井以及生產的過程中，由于富水區域的不同，以及季節的不同，在涌水量方面也會存在一定的差異性，可見，應該根據具體的出水情況，定期調整井下水泵的排水作業，正確認識水泵類型和涌水量之間的關系。在水泵中，經過變頻調節控制技術的運用，可以對設備進行改造與升級，依據礦井的排水量，合理調整電機的運轉功率，以及運轉速度，進而滿足礦井的實際排水需求，不僅能耗得到了有效降低，設備的工作期限也得到了有效延長。

3發展方向

由于全球能源供給出現了相應危機，也是在這樣的背景下，出現了變頻控制技術，并且進行了廣泛應用。在礦山設備方面，由于變頻控制技術的不斷改進，現階段已經發展出智能化技術模塊。隨著變頻控制技術的逐漸發展，進一步促進了壓頻比控制技術的發展。實踐中應用最廣泛的技術為轉矩變頻控制技術及矢量變頻控制技術，到目前為止，這項技術的應用頻率依然很大。在該項技術方面，還需要深入，其研究方向比較多，例如，人工神經智能網絡，以及模糊自動化智能控制技術等。在這些方面，還需要相關變頻控制技術人員的深入研究，也是未來的研究方向。

結束語

綜上所述，在煤礦開采行業中，由于機電設備的升級以及變頻控制技術的有效應用，能夠在一定程度上促進煤礦開采行業的發展。經過使用變頻控制技術，能夠有效提高機電設備的穩定性以及安全性，在設備的運行速度方面具有較強的可調控性，操作相對簡單，在工作效率方面能夠得到提升，并且不會占據大量的空間，有效提高煤礦開采的工作效率以及能源的利用效率。

參考文獻

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