变频技术在煤矿机电设备中的应用与探究

黄永峰　郑玮　蒋宏杰

摘 要：近些年， 煤矿机电设备应用数量以及范围不断拓展，而随着科学技术的发展，由于变频技术的节能以及调节性能与当前煤矿机电设备能够合理匹配，因此在煤礦机电设备中得以应用。本文主要以煤矿机电设备作为研究对象，针对变频器基本含义以及作用进行分析以及阐述，研究变频技术在煤矿设备中具体应用。

关键词：变频技术；煤矿机电设备；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.100

在进行煤矿井下工作时，现场生产条件十分复杂，同时不确定因素很多，而大部分井下设备基本都维持在负荷频繁波动状态，这种情况下机电相关设备的基本工作效率就会较低，进一步造成设备的严重损耗，最终影响煤矿的高效以及运行。而变频调速技术节能效果以及调节性能，相对于其他技术具有无冲击启动的优良特性，因此在煤矿中得以应用广泛。

1 变频技术的主要定义

一般来说，变频技术主要是针对电流频率的技术进行改变，而变频器就是一种针对变频技术进行实现的控制装置。而一般的变频器构成都比较复杂，主要包括键盘、电脑控制主板以及电容等等器件。通过合理的结合，可以使得变频器逐步改变电流频率。而从前所应用的电气设备中，对于电流频率是无法实现改变的，在相关设备运转时，转速也无法实现改变，这就使得设备寿命不断减少，电能也得到了浪费，而通过变频技术可以对于以上的问题进行有效的解决。原因在于可以针对设备实现运转速度的转变，可以根据企业的生产需求实现设备的合理调节，逐步实现电气设备整体技术含量的提升。

2 变频技术的基本作用

在煤矿生产过程中，变频技术逐步扩大应用范围，也在应用过程中稳定以及有效的发挥着作用。首先是调速，通过在提升集中采用转子串电阻的方法进行调速，利用这种方式在调度范围上比较小，同时准确率也不高，这就降低设备安全性，使得在设备使用过程中形成设备损坏，进一步降低设备使用寿命，维修费用也得以提升。而利用变频技术实现调速，在操作上相对简单，设备运行更加安全，设备损坏也会进一步降低，设备性能得以提升。第二点就是节能，在风机以及压缩机等等机电的设备中，实现调节流量的方式一般都是通过调节气门开度方式，但这会造成电能的浪费，经济效益也会进一步降低。而通过变频技术进行流量的调节，就会很大程度上避免浪费现象的发生，节能效果良好。此外，变频技术的优势还有很多，例如针对产品标准化的提升、进一步促进设备体积的减小等等，但是最主要的方面还是调速以及节能。

3 煤矿机电设备中变频技术的具体应用

（1）变频技术在机电设备风机中的应用。在不同应用时期，矿井通风设计存在着巨大差异性，在矿井生产的中期，一般是采用重复更换风机的基本方法实现通风问题的有效解决，但是操作性比较繁琐，设备故障率得以提升，进一步增加设备维修量。此外，原来设备中的风机就会暂时搁置，这在一定程度上就会造成资源浪费，设备利用率也会有所降低。而通过变频技术在风机中的应用，可以轻松将通风中存在的问题有效解决，剔除掉重复更换所造成的额外任务，操作性也会比较方便，减少风机资源的浪费，设备性能得以提升，节能效果良好。

（2）变频技术在机电设备提升机中的应用。矿井提升机的基本工作条件比较复杂，而工作环境也是十分繁重以及复杂的，在这种情况下就对机电设备的提升机性能提出了新的要求，进一步满足工作的基本要求。提升机在工作中往往需要根据实际情况重复的启动，而调速任务也比较多，这就在一定的程度上增加了设备的故障率，设备的寿命大大缩短。而通过变频技术的合理运用，工作要求得以满足，对于提升机也会进行一定程度的保护。提升机在利用变频进行控制后，在调速工作时可能发生电阻损坏的概率会大大降低，在减速器下方的电动机也会通过短暂的传递将具体的电能情况返回传递给电网。而在变频技术得以应用以后，提升机性能也会有所提升，变频器内部的组成软件可以帮助提升机实现速度的调节，提升机设备故障数量以及故障率都会进一步降低。除此以外，提升机可以利用变频装置实现节约大量电能的节约，节能效果显著。而通过变频技术在提升机应用过程中的不断改进，提升机变频器的种类以及技术都有所突破。兼容性不断得以提高，设备性得到了很大程度的增强，受到了多数煤矿企业的青睐。

（3）变频技术在机电设备胶带输送机中的具体应用。胶带输送机的特点主要有高电压以及大功率，在煤炭运输过程中有着不可替代的重要作用。针对胶带输送机的重要性，在工作过程中就会要求设备性能的先进性，从而实现煤炭运输工作的顺利开展。而在以往的运输过程中，胶带输送机空载以及轻载的情况时有发生，造成电能的大量耗费，资源浪费现象比较严重。除此以外，在一部分的皮带输送机中，液力耦合器是经常使用的软启动装置，这种装置的弊端就是电机失控状况会比较常见，输送机设备会增加损坏的程度。而通过应用变频技术，胶带输送机可以有效地解决以上这些问题，一些煤炭企业通过在实际工作生产中结合四象限变频调速技术，得到了明显的效果，技术的应用增加了输送机的保护作用，电机失控问题得以控制，故障发生的数量以及概率都有所降低，设备的使用寿命也得以增加。此外，还可以逐步提升输送机的运行效率，减少设备运行过程中对于电能的损耗，具有令人满意的节能效果。

4 结语

综上所述，在相关煤炭企业进行煤矿井下工作时，现场的生产条件复杂多变，而大部分的井下设备基本都维持在一种负荷频繁波动的状态，在这种情况下煤矿机电相关设备的基本工作效率就会较低，设备的损耗也会比较严重，最终影响到煤矿企业的高效运行。而通过变频技术的应用，可以有效地解决当前机电设备中存在的问题，本文在介绍变频技术的主要定义以及基本作用的基础上，对于煤矿机电设备中变频技术的具体应用进行简单阐述，对于变频技术未来的应用具有积极的意义。

参考文献：

[1]张鹏飞.变频技术在煤矿机电设备中的应用[J].能源与节能，2013

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[2]张云飞.变频技术在煤矿机电设备中的应用[J].陕西煤炭，2011

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