试论变频技术在煤矿机电设备中的应用

李秋子

摘要：目前，煤矿企业机械化生产水平越来越高，在开发过程中对机电设备的需求也越来越大。在煤矿生产所使用的机电设备采用变频技术，不仅能耗低，而且操作更加灵活。因此，本文对变频技术在煤矿机电设备中的应用进行探讨，分析变频技术的基本原理，阐述其在煤矿机电设备中的重要作用，对变频技术在煤矿机电设备采煤机、提升机、皮带机、通风机等设备中的应用。

关键词：变频技术；煤矿；机电设备；煤矿变频

引言

现阶段煤矿规模呈现出越来越大的趋势，煤矿在开采过程中逐渐开始对微处理器进行应用，上述处理器性能较高，功率也较大，因此对电能的使用提出更高要求。变频技术在煤矿机电设备中的应用不仅可实现对能源的有效节约，同时设备的性能也会在这一过程中实现有效的提升，在减少电量使用的基础上实现对成本的有效降低，帮助相关企业在竞争激烈的社会环境中取得优势。在实际进行煤矿开采工作时必须实现对上述情况的充分考虑。

一、变频技术的概述

煤矿机电设备的设计，在符合动力学要求的同时，还需要充分考虑到机电设备运行荷载要求，可以满足煤矿机电设备正常运行的同时，还可以有效提升电能利用效率，运用变频技术是很有必要的，确保煤矿机电设备可以正常运行。就变频技术来看，其中集合了电力电子技术、电机传动技术和计算机技术等众多技术优势，技术综合性较强。变频技术主要是借助半导体元件，工频电流信号转换为其他频率，并进一步转化成直流电，实现对电流和电压的动态调整，确保机电设备安全稳定运行。煤矿机电设备中运用变频技术，即运用电机转速和电流频率的同比增长关系，实现对煤矿机电设备的有效控制和管理，确保煤矿机电设备能够正常运行。通过变频技术的运用，在保证电机设备安全稳定运行的同时，还可以有效提升机电设备运行效率，降低电能损耗，提升煤矿企业市场竞争优势。

二、变频技术在煤矿机电设备中的应用

（一）变频技术在提升机电设备中的应用

提升机在煤矿开采中的作用是将设备、物料、人员从地面输送到地下，或者把设备、人员等提升到地面，起到地上与地下的运输作用。在煤矿开采过程中，提升机每天都需要上下频繁使用，不同物资的运输对于速度的要求不同，例如设备的运输的速度要比人员运输的速度慢，如果都以运输设备的速度运输人员会降低煤矿生产的效率。并且频繁地上下操作提升机所消耗的电能非常大。所以引入变频技术，控制提升机上下运输的速度，可以满足不同运输的需求，同时还可以降低电能的消耗。此外，传统提升机在控制上下速度时会选择通过增减电机的电阻来完成速度的变化，这种方式一方面调节速度的范围较小，另一方面调速的稳定性难以保障，极易造成电阻的损坏。而引入变频技术，通过电路程式来调节提升机的速度，提高了变速的范围，并能够提升变速的稳定性，这样还可以延长提升机电机的使用寿命。

（二）变频节能技术在风机设备中的应用

现阶段我国拖动风机、泵类以及压缩机等设备用电量在总用电量的一半以上。风机对于煤矿生产来说是必不可少的重要设备，煤矿生产的不同阶段对风机的使用要去有决定作用，对风机的模式进行重复的变更是应对上述现象的传统做法，操作繁复是这种做法的显著特征，不仅会在一定程度上给工作人员带来更大的工作难度，同时也是导致风机出现故障的主要原因。部分风机的价值与意义也不能得到最大限度的发挥，最终导致煤矿生产成本出现大幅度增加的现象。为实现对上述技术的有效解决，必须在风机中实现对变频技术的应用，矿井通风问题也可在这一过程中得到有效解决。风机性能曲线可对风机节能效果进行直观体现，工作人员为实现对风机性能曲线的改变可对电机的转速进行适当调节。将满足工艺要求作为基础促使风机高性能的保持。在相同的工频下，功率呈现出一种大幅度降低的趋势。

（三）变频技术在皮带机电设备中的应用

皮带机是运输矿车的主要工具，由于矿料的重量大，所以皮带机运转需要大功率的电机，这样在皮带机启动和停止过程中，都会给皮带机造成强大的阻力，容易导致皮带机的损坏，而且会加剧皮带机皮带的老化和断裂。皮带机如果采用匀速运输，矿料进入皮带机传送和从皮带机卸下时，太快不利于人工的操作，太慢又影响生产效率。引入变频技术则可以通过数控使皮带机根据需求进行调速，启动和停止过程都予以缓冲，降低皮带机机械的磨损，同时根据矿料上皮带机和下皮带机的及时操作自动变频，使皮带机运输更加科学和人性化。

（四）采煤机中的变频技术

采煤机是煤矿生产工作的重要组成部分，同时对煤矿生产是否可以顺利进行有决定作用，也就是说只要采煤机出现故障煤矿生产就会被迫停止。运行环境较为恶劣是采煤机在工作时主要面对的问题，因此在实际对设备进行选择时要满足质量好以及性能优等要求。在采煤机功能不断完善与加强的同时，出现故障的可能性以及复杂性也呈现出逐渐增加的趋势，这对企业生产的安全运行有阻碍作用。变频技术在对上述问题进行解决方面有突出贡献，因此必须结合实际情况合理应用。目前，交流传动与控制技术已经成功应用到采煤机中，采煤机由最初的液压牵引发展到今天的交流电牵引，同时随着电子技术的不断发展变频器得到大规模运用使启动扭矩提升到额定扭矩的 2 倍。牵引拖动分为“一拖一”和“一拖二”两种，目前主流系统为“一拖一”系统，我国能量回馈型四象限运行的交流变频调速技术处于世界领先水平。变频调速技术的使用解决了传统采煤机存在的问题，能够保证采煤机对大倾角工作面能够较大范围内的调节制动力矩，维持牵引力基本不变，减少安全事故的发生。

（五）泵中的变频技术

泵主要是起到液体输送作用，有助于在后续矿区压力控制中起到更为重要的作用。以往采矿作业中，泵长时间空转，运行负荷较大，频繁的启停除了加剧设备磨损和老化的同时，还会造成严重的能源消耗，埋下一系列安全故障問题。而在泵运行中运用变频技术，可以有效提升设备运行效率，尽可能消除设备中存在的安全隐患，在满足设备运行的同时，还可以获得更加可观的节能效果，满足当前可持续发展需要。此外，变频器在水泵中运用，有助于井下液保持在一个恒定的阶段，促使机电设备安全稳定运行。

（六）在胶带运输机中变频节能技术的应用

煤矿胶带运输机一般具有重负载、大惯量的特点。以往电机启动采用的软启动器在控制煤量时需要对电动机进行多次启动，这就增加了电机设备损坏的概率。通过引进变频技术，不管煤炭量变化与否，变频器都可以使电机启闭次数得以减少，并且其操作更加简单，可以增加胶带的使用寿命；其次，液力耦合器是各皮带传送机软启动采用的装置，这会导致电机控制失灵，进而损坏设备，通过引进变频调节技术，就可以有效解决这一问题；此外，在变频器的帮助之下，由于启动电流过大而造成的电网闸顶事故就可以得到有效预防，对于工作人员的安全起到了十分关键的作用。

结语

煤矿生产常常出现一些安全问题，不仅威胁员工们的生命安全，还影响煤矿生产的进度.所以要不断的提高煤矿生产的安全性和生产的效率.就要不断的引进一些新型的技术，变频技术就可以为煤矿的开发生产解决很多常见的问题，值得我们广泛的应用以及不断的研发. 并要不断的去完善变频技术，使其更好、更高效的为煤矿事业服务。

参考文献

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