关于煤矿机电设备中变频技术的应用分析

吴仲强+裴德胜+孔令龙

摘 要 煤矿产业作为传统的第二产业，在我国经济发展中有着举足轻重的地位，为我国经济建设做出了卓越的贡献。但伴随着煤矿产业的繁荣造成的环境污染，资源枯竭等问题日益引起社会的关注，为了进一步改善煤矿生产区的环境、推动节能减排，实现煤矿资源可持续发展，煤矿机电设备中变频技术的应用越来越广泛，技术发展越来越成熟。本文对煤矿机电设备中变频技术的应用进行分析，以期为煤矿业高效、节能发展做出贡献。

关键词 煤矿机电设备；变频技术；节能

中图分类号 TD6 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）164-0206-02

煤矿产业发展关乎国计民生，随着我国产业结构转型升级，国家对于节能减排投入大量的财力、物力、人力，人们对于生存环境的要求进一步严格，第二产业面临着重要的历史性转折，以煤矿为代表的相关产业逐渐向高效、低能、无污染方向发展。变频技术应运而生，人们对于变频技术的了解局限于小家电中，例如空调等，煤矿机电设备中变频技术的应用是煤矿产业走向可持续发展的关键。本文通过对变频技术的原理分析、投入到煤矿机电设备的必要性和重要性以及变频技术在煤矿机电设备意义。

1 变频技术的应用原理

变频技术是一种能够将电信号的频率按照具体电路要求进行变换的应用型技术，是一种频率变化，而非电能变化，具体类型包括整流技术（交—直变频技术）、斩波技术（直—直变频技术）、电子震荡，电力逆变（直—交变频技术）、移相技术（交—交变频技术）。随着变频技术日益往高度集成化、高频化、模块化发展，它的发展方向主要有3点：一是交流变频向直流变频转化；二是控制技术由脉宽调制向脉幅调制转化；三是功率器件向高集成智能功率模块转化。变频技术在煤矿机电设备的研究和应用越来越广泛和深入，它能够使煤矿设备运行状态更加平稳、速度控制更加自动化、设备工作效率更高、能源消耗更低。

2 变频技术在煤矿机电设备应用意义

随着我国对能源的利用率以及节能减排提出了新的要求，煤矿产业结构、生产技术同步走向转型升级的道路，变频技术在煤矿机电设备中的应用前景广阔，该技术在安全生产、设备维护成本节约、设备间匹配融合、生产集约化专业化等多方面有着不可替代的重要作用。变频技术是应运而生的一项全新的实用型技术，在煤矿机电设备中的应用中，对提高煤矿资源的开采效率、促进机电设备的高效运行，确保生产环境安全等诸多方面都发挥着重要的作用。

3 变频技术在煤矿机电设备中的主要应用方式

3.1 变频技术在输送系统中的应用

在煤矿开采工程中，如何保证输送系统的正常、稳定、高效运行一直是个困扰我们的难题，传统的采用液力耦合器来实现皮带机的软启动，非常容易造成输送皮带的撕裂和结构磨损老化。变频技术在输送系统中的应用主要是为了降低输送系统电机启动时的电流频率大幅度波动，减少机电的机械冲击和设备发热的情况发生，同时，变频技术的应用可以有力地保证输送系统设备的稳定性，计算机技术与变频技术的完美结合能够实现自动化和智能化，煤矿输送系统相当于添加了“润滑剂”和“计算机大脑”，进而最大程度上发挥皮带机的传送功能。

3.2 变频技术在空压机中的应用

传统的煤矿机电设备中空压机的运行方式存在一定的问题，使用直接启动或者用转子串电阻起动的方式时，初始电流大，频率不稳定，波动幅度大，对电网和机械设备造成的冲击和损耗非常强烈，极大地缩短空压机机电设备的使用寿命。传统的压风系统采用的是开环控制的方式，频繁地起动设备和电动机，这种方式不能提供恒压供风，而且设备损耗也大幅度增强。变频技术在空压机的应用中，可以提供压力闭环控制及开环控制手动调节两种控制方式的选择，设备运转时，通过压力闭环控制系统，可以自主根据差值调节空压机转速，工作人员可以便利地在变频器控制柜上保持空压机的供风压力恒定为设定值。变频技术将对空压机的工作频率做出最为及时和准确的监控，当空压机的压力、温度等参数超过高限值或出现断水信号时，变频运行将自动地停止。在空压机设备中使用变频技术可以及时有效地掌握空压设备的具体运转状态，配以先机的预警装置，既可以实现远程控制，同时可以保证机械设备的稳定性、安全性。

3.3 变频技术在水泵中的应用

开采煤矿时，水流量长期保持变工调节的运行状态，当水泵调节水流量时，传统的方式是通过阀门开度的机械调节来完成的，这样的方式会严重损害水泵电机设备的稳定性和持续性，进而降低它的使用寿命。应用变频技术后，在同一排水量的基础上，水泵机电设备的功率和电流会明显下降，变频技术可以自由地控制抽水泵的起停，根据实际需求掌控电机的加减速，减少了水泵空转的时长和大量起停导致能源消耗，水泵电机设备的损耗也能在很大程度上减少，同时还能降低设备的机械冲击，耐久度会明显提升，进而降低了水泵的维护、修复成本。

3.4 变频技术在风机中的应用

矿井必须保证通风，这既关系到生产问题，还关系到矿工的安全问题，传统的矿井保证通风的手段是定期更换不同的通风机的方式，这种方式造成了极大的资源浪费，不符合成本节约、可持续发展的思路。在煤矿风机设备中应用变频技术，能够有效解决频繁更换通风机的难题，以变频技术为核心支撑的风机可以根据矿区实时环境、闭通程度自主调节风速和出风量，并且实现全局覆盖，节约了大量传统通风机长期额定转速运转消耗的能源和经济成本。

4 结论

我国经济发展迅猛，经济建设和人们日常生活对于传统能源的需求和要求进一步加大。煤矿产业在新形势下要更好地迎合时代发展需要，变频技术能够更好地提高煤矿机电设备水平，能够在不断提升设备工作效率的基础上起到节能减排的效果。但是我国变频技术研究起步晚，重要领域的技术难题尚未攻破，因此我们需要通过不断的实践、专研以完善变频技术在煤矿机电设备中的应用术在我们的应用，真正实现煤矿生产安全化，效率最大化，能源资源消耗最低化和产出最优化。变频技术是对传统生产的一种突破，如何利用好变频技术的现实应用问题是我们在生产环节的一个重要思考内容。我相信，变频技术在煤矿机电设备中的应用将越来越广泛，逐渐实现效益化，煤矿产业也能迎来新的春天。

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