论煤炭机电领域变频调速技术应用

■谢振华

（娄底市煤炭局 湖南娄底 417000）

论煤炭机电领域变频调速技术应用

■谢振华

（娄底市煤炭局 湖南娄底 417000）

电子技术的发展对煤炭机电领域有着重要的影响。变频调速是目前煤炭机电领域的主要创举，但是由于煤炭工业的工作环境特殊，就很大程度上的限制了变频调速技术的应用。本文通过对煤炭机电领域工作设备的提升以及矿井风机变频调速技术的应用进行分析，重点为改善我国煤炭机电领域变频调速技术的应用。

煤炭机电变频调速矿用设备

0 引言

变频调速有着很多的高端特点，非常适合在煤炭事业中推广和发展，对我国煤炭事业的发展有着很重要的意义。目前，我国在煤炭机电领域所运用的变频调速技术在矿井工作中有很重要的意义，根据在通风机、提升机、空压机和排水泵的工作原理进行变频调速技术的改造，对矿井工作的发展有着功不可没的作用。变频调速技术因为其低耗能高效率以及安全系数高等等优势，为煤炭事业的发展节约成本，降低资源使用量，使煤炭事业发展进一步得到改善和提高。

1 变频调速技术的介绍

1.1 变频调速技术的原理

变频调速技术就是根据电机的运转速度和工作用电的正常电源的频率成正比的原理进行工作的，通过实验数据得知，供电率在0-50Hz之间时，电机的转速调节范围最宽，所以，电机在稳定的转速情况下，可以利用改变交流电源的方法来改变机械子的转速，也就说，变频调速就是改变电机的供电频率使之更快或者更慢。根据实际工作的需求量自动调节来使设备的速度进行调节，达到高效率低耗能的目的。

1.2 变频调速技术的优点

变频调速技术的主要优点就是它符合国家的政策，符合可持续发展方针的要求。在设备的使用中，变频调速的主要优势就是，第一，变频调速技术可以使测量监控工作在安全的前提下变得非常轻松，还因为其性能的稳定，在工作时能够减少电能的浪费和噪音的污染，对工作人员的身体健康有着重要的影响。第二，有变频调速技术的装备在运行时，能够快速的借助电机运行参数和矢量使内部额定电流的波动效果稳定，达到最佳的工作状态，能够智能的让电机在工作时将频率稳定提升到煤炭开采工作需要的最优转速，使煤炭开采工作能够快速的进行并且达到减少无功消耗的作用。第三，变频调速技术能够非常平稳的完成制动程序，改善了之前的电机设备，减少了人工对机器的监控，减少了电机因为电流的原因影响转速造成电机烧毁的现象，并且遏止了老设备因为经常处理通电开关等元件的维修在电流的影响下造成的安全隐患问题，大大的提高了和保障了工作人员的安全。

2 煤炭机电领域变频调速技术的应用

2.1 在矿井通风机中的应用

矿井通风机的设计的标准就是考虑用风量的最大化。通风机设计的额定通风量一般都会超出矿井通风的实际用风量，一般情况下都会采取用自然防风或者是人工阻力的方法对超出的部分进行限流，但是这样就大大的浪费用电量还消耗人工力。采用变频调速技术进行改进后的旋式轴流局扇就很好的解决了这个问题。如图一所示：图中的虚框表示的是矿用隔爆变频调速装置，K1，K2为QBZ-80矿用隔爆型真空电磁起动器，M1，M2为2BKJ-Ⅱ2.2系列对旋隔爆型轴流式局部通风机的Ⅰ，Ⅱ级电动机，它有手动和自动两种两种控制模式。一般情况下，在自动控制的情况下，Q1，Q2闭合，这个时候主要是对通风机获取外部的控制信息来设定风机的参数，以控制上位风机的开关信号。然后是K3关上，输出F1的信号，通常这个时候电动机M1就完成了了最小转速的设定，就会对煤炭工作的效率大大提高。一旦出现转速或者超过工作频率的情况，变频调速器控制就会自动的断开K3，闭合K1，电动机M1也就能够在额定的转速下继续工作。如果要加大风量，就可以利用变频调速器控制K4使之闭合，再启动Ⅱ级电动机中M2，M2的转向与M1是相反的，但是它也是由最小的转速开始变动直到调节出工作需要的风量。

图1 旋式轴流局扇变频调速主回路原理图

2.2 在矿井提升机中的应用

矿井中的提升机是矿井向外界输送物资的管道，高效率的安全方式就会节省不少的时间和精力。我国大部分的提升机采用的都是传统的直流传动系统和直流电动机模式，但是这两种系统的局限性很大，并且工作效率都很低，危险系数还大，受到矿井工作人员的排斥。随着变频调速技术在煤炭机电领域的应用，部分矿井已经采用了变频调速技术，实现了软启动软停车，就增加了在运行过程中的平稳性，较少了对机械的冲击力；而且能够在低压或者是突然断电的情况下启动保护功能，保证机器的使用寿命；同时还有节约用电量的优点，能够在变频调速下对机器的控制非常平稳，减少对机器的撞击力。

2.3 在矿井空压机中的应用

空压机就是空气压缩机，是一种非常耗电的机器设备，一般情况下的工作量用电就会消耗整个矿区用电量的十分之一左右，随着煤炭机电领域的不断发展，矿井的深度也不断加深，空压机消耗的电能就十分的巨大。为了节约电能，很多矿业引进了变频调速的节能改造方法，就是对空气压缩机的驱动动力进行变频调速轮的改变，利用这种技术来控制空压机的运作方式，对空压机的空压系统进行改造，使空压机存在恒压变频调速系统和微机控制参数监测管理系统这两个系统，能够有效的避免压缩机启动和暂停过程中对设备和电网的影响，增加对设备的保护。

2.4 在矿井排水泵中的应用

我国是个水资源非常丰富的国家，地下矿井工作中需要有大量的水排出，矿井中水的排出量也会存在气候季节原因的影响，所以矿井中排水泵就要根据这些因素进行调节，耗时耗力。随着变频调速技术的深入，通过变频调速器来控制排水泵的工作就很大程度上的减轻了矿井工作排水的问题。就是利用变频调速器的工作原理，根据矿井的实际情况来设定电动机的运行频率，排出矿井需要排的水，减少能源的浪费。

3 结语

煤炭工业的发展应该遵循的是可持续化的发展道路，重点要从节能方便着手进行改造，变频调速技术在这方面对煤炭机电领域有着不小的贡献，这项技术在煤炭机电领域的运用也越来越广泛。随着电子科技产业的不断发展和煤炭机电领域的不断拓展，要大力发展变频调速技术在煤炭机电领域的发展，为我国的煤炭事业创下新的起点；要研究出更多的具有变频调速技术的设施设备，为煤炭机电工业做贡献，并且能够带动其他工业的发展，减少国家的能源和资源消耗程度，真正为国家带来福音。

[1]孙晓章.浅析煤炭机电领域变频调速技术的应用 [J].煤炭技术.2013(2):32-34

[2]马飞仙，温济霞.论煤炭机电领域变频调速技术应用 [J].黑龙江科技信息.2014 (33):167

[3]席学敏.煤炭机电领域变频调速技术的应用研究 [J].企业家天地.2013(11)：92-93.

X752[文献码]B

1000-405X（2015）-10-360-2

吴波，毕业于中国矿业大学（北京）11届地质工程。