浅谈变频技术在煤矿井下的应用

庄奎斌

摘要：随着煤矿生产行业对于生产成本的要求越来越高，特别是针对煤矿企业机械用电节能的要求不断提高，煤矿企业对于变频技术的需求也不断的增加。本文重点论述变频技术在煤矿生产中的应用，从而更好的为煤矿企业安全生产服务。

关键词：煤矿井下；变频节能技术

1概述

煤矿企业需要在井下进行生产，生产环境较为恶劣，对于生产设备的要求较高，其中尤其是传动设备，对于传动设备来说直接影响着煤矿井下的生产效率和质量，对于如何保障良好的传动系统是一直以来的研究方向，对于煤矿的生产有着很大的影响，随着技术的不断发展，在传动系统加入了变频技术，变频技术的应用满足了异步电动机的多样性，并且具有可操作性和成本较低等优势，为煤矿企业的生产带来了发展。

煤矿井下工作的环境较为恶劣并且具有多变性，井下设施容易受到生产具体条件的影响，在这种环境下设备的选择有一定的要求，需要电气设备具有体积小、重量轻的特点，另外由于生产的要求和环节问题对于大型设备的传动调速要求也不一样，如何保障煤矿安全生产，必须提高设备的传输条件和要求，提高工作效率，从而更好的保障煤矿的井下生产，变频调速技术的应用能够完成对加速、减速、正转、反转等方面的控制，对于不同的生产设备都能有效的使用，目前来说多采用PID控制器和PLC控制器配套使用，很好的解决了传动设备调速的问题，对于煤矿的生产起到了有效的促进和发展，提高了生产效率和安全。

2 变频节能技术的基本原理和发展

变频技术主要指通过改变交流电频率的方式，达到对设备的控制自动化，是现代化无附加转差损耗的调速方式。使用变频技术，可通过机电设备负载段变化值，在系统前段设定设备的参数值，改变设备的运转情况，以期提高机电设备的运转效率。

由于煤矿井下的环境比较特殊，瓦斯、煤尘等作为主要易燃易爆物质，具有一定的危险性，变频节能技术并没有轻易在井下环境中应用。随着科技发展，变频节能技术逐渐被应用于机电设备中。采用了变频节能技术的设备，可以使得设备运转效率大大提高，在很大程度上节约了电能，同时还节省了用于设备维护的支出，提高了矿业公司的经济效益。所以，变频节能技术能够显著改善煤矿机电设备的性能。

3 变频调速技术的应用

3.1 变频调速技术的应用主要设备就是使用PID控制器和可编程控制器（PLC）控制技术来进行有效的控制，其中能够对速度的加减、正反向等实现控制，并且由于井下环境的复杂，如何适应煤矿的压风、排水、煤矿提升等要求，就需要对变频调速提出更高的要求，设备技术更为复杂，本文不做赘述，以下以压风机为基本示例进行相关研究，压风机中对变频技术的有效应用就从一方面表明了变频调速技术的经济成本低和操作优越性。

通常情况下来说压力风机的操作是党罐内压力达到预定值之后压力调节器就会作用，从而处于闲置状态，对储罐压力进行不断的降低，降低到一定程度之后机器恢复原来的工作状态，但是在具体的工程工作中，空气压缩机很难达到理想的空气压力，并且在输出过程中压力会有较大程度的波动，对气动工具造成影响，直接耽误了工程的效率，通过变频技术的加入之后能够对空气压缩机的气压输出有所保障，基本保持在正常的工作水平，对于煤炭开采的工作效率有了很大程度的提高，相较于传统的PID控制方法，能够对检测信号直接反馈，从而控制变量，根据两者之间的对比差异不断调整从而进行有效的控制，具体来说就是当储气罐压力超出预定值时，就要对压缩空气同气仓进行调节，直到平衡状态，相反，如储气罐压力低于目标，应调节储气罐压力同目标压力近视平衡。总的来说就是在风机运行中加入变频调速技术之后，能够有效的保持空气压缩机的恒定生产，保证空气压缩机的输出压力处在恒定的状态，促进了生产的高效安全的进行。

3.2 变频技术在通风机中的有效应用在煤矿开采作业中，通风机中具有十分重要的作用。通常被称为煤矿开采工程的呼吸系统。在煤矿井下作业的过程中，通风机运转时间较长，要保持通风系统的一直运转。因此，随着煤矿企业开采作业中的开采深度的增加，通风机需要的功率也要不断增加。所以，对通风机的技能要求也在不断增加，而且通风机在启动的过程中存在很大的问题，其中电流过大容易导致机电设备损害，对电网设备产生摩擦和损耗，在通风机中应用变频技术，不仅能对风机运转实现有效的控制，最重要的是能实现节能环保，达到通风机软启动的效果，进一步延长通风机的使用周期。

3.3 在煤矿空气压缩机上的有效应用。在煤矿空气压缩机上应用变频技术也取得了很好的工作效果，通常来说在煤矿风动电机的应用中空气压缩机是主要的动力来源，通过交流电机的带动电动机能够持续处在工作状态，空气压缩机的主要工作状态就是通过上下两点进行有效的控制，也就是说交流电机持续处在工频运行的环境下，一旦空压机气缸压力达到预设压力值就会自动关闭空压机气阀，这时候就不再有压缩气体的产生，电动机处在空载状态，电动机的空载状态就会造成压力的不断下降，压力下降到一定程度时候接近预设值时候，空压机气阀会自动打开，从而继续产生压缩空气，这时候电动机重新运行处于负载状态，由于在煤矿的具体生产过程中，实际用气量和产气量很难达到平衡，这就会使空压机频繁的空载和负载，这种频繁的变化对于电网以及电动机來说都会产生严重的影响，这就对变频技术提出了新的要求，变频技术具有很多方面的优势，其中包括控制精度较高、容易上手、维护工作简单等，变频技术的应用能够在负载变化过程中不用进行改动，针对具体的井下工程来说要对转速进行科学的调整，变频器驱动方式，从根本上改变了传统的空气压缩机加载与卸载供气控制方式，通过调整电机用气量的大小来实现转速自动调控，以确保供气压力自身的恒定性，使压缩机的启停次数减少。

4 结语

综上所述，在现代工业的不断发展中变频调速技术也发展迅速，广泛的应用到各个领域当中，在煤矿的开采中也是一样，变频调速技术的应用对于煤矿生产来说很大程度的提高了工作效率，降低了工作强度，并且对于社会经济和价值的促进也有所促进，随着变频技术的不断发展，在将来将会更好的适用于煤矿的生产工作中。

参考文献：

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