浅谈变频技术在煤矿机电设备中的应用

褚万宝

（黑龙江龙煤矿山建设有限公司，黑龙江 鸡西 158100）

浅谈变频技术在煤矿机电设备中的应用

褚万宝

（黑龙江龙煤矿山建设有限公司，黑龙江 鸡西 158100）

变频技术在现代社会的应用越来越广泛，随着经济的发展，变频技术也逐渐被人们所了解，而且为促进经济发展起了很重要的作用。煤矿内的机电设备是很大功率的。这些大功率的设备在使用时，使电压波动，会引发安全问题，而变频技术可以有效的解决这一问题。本文主要论述变频技术的使用原理及变频技术在煤矿机电设备中的应用。

变频技术；技术起源；实际应用

1 变频技术的起源

随着我国经济科技的飞速发展，人们对物质生活水平以及生活环境的要求越来越高，所以国家必须加强对于城市以及乡村的环境改善的力度。而改善环境的首要工作便是改善人们的住与行，而电力便是人们“住”的保障，人们在居住的过程中时时刻刻都需要用电，而这些电多数是来自煤矿机电设备的，在中国，特别是北方的城市，因为城市本身的发展程度不够，加之北方地势比较平坦，没有落差比较大的河流湖泊等，所以在北方水利发电是不现实的，人们的用电绝大多数是来自煤矿机电设备中的。另外居民也需要取暖做饭，随着全球温度回暖，导致了冬天越来越冷而夏天越来越热，所以对供暖温度的要求越来越大，这无形中加大了对煤矿的使用量。所以提高煤矿机电设备的生产效率可以有效的节省对原料的使用量，并且有利于节能减排，符合国家的国策。在这样的背景下变频技术诞生了，本文就变频技术在煤矿机电设备中的使用进行了探析。

2 我国煤矿开发面临的问题和变频技术在煤矿机电设备中的应用

随着我国经济的发展，国家加强了对于城市环境的建设，而一切的建设工程都离不开电力的支持，上文已经说过电力的来源，所以国家也加大了对于煤矿的开发和使用。但是在现实中存在许多“黑”煤矿，他们的操作不规范，有的甚至还出现了塌方的惨剧，这些行为不仅威胁到人们的安全而且更加影响到了城市以及政府部门的形象。这些问题的成因虽然有自然的因素，但是归根结底还是煤矿的取用技术存在严重的问题。一些煤矿开发的工程部门只顾着眼前利益，盲目的生产而不去引进新的技术，这样不仅加大了生产的成本而且也会造成安全的隐患。因为在煤矿的开发过程中会需要很多大功率的电气设备，对于它们的使用就会造成电磁波，从而影响煤矿中地下坑洞的稳定性，如果不加以处理便会引发安全问题。而变频技术可以有效的改变这些电气设备的用电频率，不仅可以降低安全隐患，而且可以提高电气设备的工作效率，减少电力的使用，所以在煤矿机电设备中应用变频技术是必要的措施。

3 变频技术对设备的自动化控制

变频技术主要指通过改变交流电频率的方式，来实现对设备的自动化控制，是现代化无附加转差损耗的调速方式。使用变频技术，可根据机电设备负载变化情况，来设定设备的运行参数，从而改变设备的运行工况，有效提高设备的运行效率。由公式n=50f/p（n为电动机转速，f为频率，p为电机级数）可以看出，转速n与频率f成正比。在电动机级数一定时，只要改变频率，即可改变电动机的转速。当频率在0～50HZ的范围内变化时，电动机转速调节范围就非常宽，变频调速就是基于这一原理，通过改变电动机电源频率来实现调速的。

4 变频技术在实际中的应用

4.1 矿井提升机

目前，矿井提升机变频技术的应用，主要以高压变频调速控制系统和PLC控制系统为主。在矿井提升机高压变频调速控制系统设计中，一般采用单元串联多电平能量回馈型四象限高压变频控制系统，不但提高了高压回路与低压控制回路之间的通讯能力，还能增强系统的抗干扰性和安全性，使提升全过程的位置控制、速度控制、动态画面监视及保护功能等功能更加完善可靠，从而改善了提升机启动、加速、运行、减速等运行阶段的性能，减少对设备、钢丝绳的机械冲击，增强提升系统的安全水平。

4.2 胶带输送机

胶带运输机是煤矿煤流运输系统的主要设备，通常采用交流电动机作为动力装置，以工频进行拖动，液力耦合器进行传动的方式运行，但存在启动电流大、机械冲击大、传动效率低等缺陷。在对胶带运输机进行变频技术改造之后，就能利用变频器来实现设备及系统的软启动功能，使设备及系统平稳启动运行。特别是输送机运送距离长、倾角大、负载重，经常存在带载或重载启停的情况，极易造成胶带断带、跑带等安全生产事故。而变频控制的软启动功能，则从根本上解决了这一难题，消除了因重载启停造成的断带、跑带等安全生产隐患。

4.3 主要排水泵

主要排水泵担负着全矿井的排水任务，是矿井安全生产的重要设备之一。在矿井建设、生产以及雨季、冬季等不同时期，矿井的涌水量都是不同的，需要经常根据实际涌水量调节矿井的排水量，而矿井主要排水泵的能力则是按照矿井的最大涌水量选型装备的。因此，矿井的主要排水泵长期处在“大马拉小车”现象，造成无谓的电能浪费。对主要排水泵的变频技术改造，重点是根据矿井的实际涌水量，设定电动机的运行频率以改变电动机转速，满足矿井实际涌水量的排水需求，避免“大马拉小车”现象。据统计，主要排水泵在变频技术改造后，节约电能至少在30%以上。

4.4 主要通风机

主要通风机担负着全矿井的通风任务，同样是矿井安全生产的重要设备之一。在矿井开采的不同时期，随着开采深度的增加、生产系统的变化等各类因素，矿井的通风量是不同的，需要经常根据实际用风量调节矿井的通风量。而矿井主要通风机的能力则是按照矿井的最大用风量选型装备的，同样存在“大马拉小车”现象。对于主要通风机的变频技术改造，如同对主要排水泵的变频技术改造一样，重点是根据矿井的实际用风量，设定电动机的运行频率。

结语

综上所述，变频技术在煤矿机电设备中的应用是必要的举措，因为变频技术不仅能够提高生产的效率，而且还能够提高煤矿生产的安全性，为煤矿开发的员工提供安全的保证，这样可以提高员工的生产积极性，间接地提高了生产的效率，从而减少生产时间，无形中也降低了煤矿的开发成本。一些煤矿开发部门盲目地追求施生产进度，操作不符合规范，常会出现安全问题，这些问题不仅威胁到了劳动人员的人身安全，更会延误生产的进度，甚至会影响到开发单位的形象以及信誉。所以在煤矿的开发过程中，要不断地引进新型的技术从而提高生产的效率和安全性。相关部门要加强对煤矿开发的管理，让变频技术得到普及，还要不断地研发，完善已有的煤矿开发技术。

[1]董建强.煤矿变频调速与节电技术研究[J].能源技术与管理，2010（06）.

[2]马修成.基于变频技术的煤矿机电设备应用分析 [J].中国新技术新产品，2009（10）.

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