浅析变频技术在煤矿机电设备中如何应用

摘要：变频技术的应用在煤矿生产领域，已经越来越普遍，越来越广泛。本文对变频技术相关理论进行阐释，指出煤矿机电设备中变频技术的应用建议。

关键词：变频技术 煤矿机电设备 应用

可利用的煤矿资源，随着各地煤矿资源的不断开采已经越来越少，各企业之间的竞争越来越激烈，作为用电大户的煤炭企业，能否有效提高企业的综合竞争力，就在于能否有效提高机械设备的减少污染排放程度以及节能效率。在设备中融入变频技术是一项重要的提高企业竞争力、保证企业长期稳定发展、节能减排以及保护环境的举措。机械设备的用电量在当前的煤矿开采作业中占总用电量的百分之七十以上，因此，煤矿开采企业节能减排的关键就是变频技术的应用，在煤矿生产中变频技术的应用具有非常重要的意义。

1.变频技术概述

1.1 技术原理

在设计煤矿机电设备动力的过程中，并没有必要让设备在正常的使用中，进行长时间的满负荷工作，有必要将变频技术加人到设备的使用过程中，以避免设备产生多余的力矩，这样设备既能满足工作动力的要求，又能节约能源。变频技术是一门结合机械设备和强弱电的综合性技术。包括电力电子技术、点击传送技术、计算机技术等技术。

将工频流信号通过半导体元件转换成其他频率，再进一步将转换的工频交流电转换成直流电，对电流与电压依靠逆变器进行调节控制，促使设备达到无级调速，这是变频技术的基本原理。如果进一步来说，就是利用电流频率和电机转速之间的同比增长关系，为了实现对设备的合理有效控制，通过改变电流的频率来控制电机的转速。自动加减速控制、电机的平稳等都能通过变频技术来实现，同时还可以减少能源消耗，提高电机的工作效率。

1.2 变频技术的发展

随着电子信息的高速发展及科技的不断进步，无论是在实际应用上还是理论上变频技术都取得非常可观的成绩和长足的进展。控制方式的改进、综合化水平的提高、智能控制模块的发明以及可实现功能的拓展，对变频技术在各个领域的发展都起到了积极的促进作用。越来越多的生产行业看到了在节能领域变频技术的优异效果，生产设备的运转开始尝试使用变频技术来控制，变频技术也因此得到了越来越广泛的应用。变频技术的集成化程度依靠网络技术与自动化控制也变得越来越高，不仅设备上的基本调速功能得以实现，通过计算机设备还能实现识别、通信、编程等功能。

2.煤矿机电设备中变频技术的应用

2.1 皮带机中的应用

将变频技术融入到皮带机中，可以增加设备在启动与运行过程中的稳定性，能够有效实现皮带机的软启动。变频技术的融入，使能量的利用率也得到了明显的提升，能源利用率在整个工作过程中能够达到百分之九十以上，极为有效地降低了能源消耗。藕合器被变频技术替代以后，设备的修理和维护费用也得到了节约，节约了一定的开支，具有相对较好的经济效益。

2.2 采煤机中的应用

与提升机一样，采煤机也具有变速复杂、启停频繁的特点，在变频器引人时，我们就应该考虑进行四象限工作。对于采煤机来说采用四象限工作形式能够进行较大范围的调节与控制，为了避免设备出现下滑、溜车等现象，需要保证采煤机的牵引速度能够保持在一个比较稳定的水平。另外，采煤机在融人变频技术后，控制更加精确，操作也更加简单。

2.3 在矿井提升机中的应用

目前，国内生产的矿井提升机中，变频技术的应用以PLC控制系统、高压变频调速控制系统为主：1）矿井提升机的电气控制系统已经基本实现PLC控制，强化了其提升全过程的速度控制、位置控制与动态画面监视，绞车系统的保护功能也符合电磁兼容性的基本技术要求。2）在矿井提升机的高压变频调速控制系统设计中，通常采用单元串联多电平的能量回馈型四象限高压变频控制系统，其不但有利于提高低压控制电路与高压主电路之间的通讯能力，而且增强了系统的安全性与抗干扰能力。

2.4 在水泵中的应用

在煤矿生产过程中，根据煤矿开采工作的实际需要，水流量需要长期处于变工况的运行状态，而在水泵流量的调节时，一般是通过机械调节阀门的开度实现，但是水泵电机长期处于运行状态，会严重影响水泵运行的经济性。因此，国内普遍采用变频技术进行煤矿水泵的节能改造，在相同的排水量下，水平的电机功率、电流都会明显下降，功率因数则明显提高，并且延长了水泵的使用寿命，减少了水泵的维护量和成本。

2.5 在煤矿通风机中的应用

通风机在煤矿生产中的作用是不容忽视的，特别是在大中型煤矿中，通风机一般需要全天运转，如果不能采取必要的技术改造措施，有可能造成严重的电能浪费现象。应用变频技术进行煤矿通风机的改造后，通过软启动的方式避免了较大电流的冲击，控制程序的自动化设定则实现了通风机的随时启动与停止。另外，在煤矿通风机中应用变频技术可以降低其工作过程的机械强度与电气冲击，明显延长设备的使用寿命。

3.结语

总之，在现代煤矿机电设备中，变频技术的应用日趋广泛，但是仍然存在一定的技术难题尚未解决，为了全面提升机电设备的运行效率与安全性，在今后的变频技术应用中，必须注重其专业化、网络化、多功能化的发展需求。

参考文献：

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