煤矿机电设备中变频节能技术的应用分析

刘志坚　郑成宝　王木玉

摘 要：近年来，我国工业产业快速发展，在此背景下，煤炭工业也顺应发展大势，抓住发展机遇，取得了长足的进步。在发展的各要素中，变频技术的开发与应用十分引人注目，因其卓越的节能效果和优良的调节性能，倍受青睐。在生产实际中，变频技术已经被越来越多的煤矿机电设备所应用。本文将以变频技术知识为基础，对其工作原理进行简要的阐述与分析，深入具体实际，探讨其在煤矿和机电装置设备中应用时应该留意的问题，并进一步展望本项研究对未来变频技术在中应用的重要意义。

关键词：变频技术;煤矿机电装置设备;应用

引言：近年来，国内煤炭行业发展势头强劲，以节能高效、灵活安全的发展方向为标杆，不断研发新手段、新技术和新设备。然而纵观当前煤矿产业发展实际，其自身环境依旧处于一个恶劣的境地，由于大功率设备居多，致使其生产条件较复杂，不确定因素大大增加，远超一般生产工业，交织使用大功率设备经常会导致场面的无序、混乱，使得设备耗损较为严重，大大的降低了生产效率，且十八大以来，我国高举节约资源保护环境的旗帜，严格管控高能耗高污染产业，积极进行经济的现代化转型。在此背景下，煤矿企业积极顺应时势，不断的升级改造旧设备，大力研发变频节能技术，并努力解决变频技术在煤矿机电设备实际应用时产生的一系列问题。一系列创新改革的举措，极大地推动了煤矿机电设备的技术水平的提高，并在生产节能方面取得了瞩目的成就。

煤矿机电装置设备与科技结合，变频器便应运而生，这一设施的开发与运用，大大促进了机电产业的长足发展，助力了煤炭工矿工业企业的经济进步和科技水平的提高。因此本文将以变频技术知识为基础，简要阐述变频技术的工作原理，分析与解释该技术在煤矿机电装置设备中是如何应用进行的，并且提出应对应用过程中所出现问题的方法。

一、变频技术的工作原理

变频技术在便利我们生活的同时，也为工业生产上带来了巨大的便捷。变频技术最初被研发是为了满足调节电流频率的需要。变频技术的工作原理是：以电压保持不变为前提，通过更改变换交流电频率的方法，来实现自动化控制设备的目的。利用电力半导体器件的通断作用原理，变频技术便可以实现对无法改变频率的交流电的转换，最终获得能够改变的交流电，实现了变频的调速。

二、变频技术在煤矿机电设备中的应用

1.应用于采煤机

在某种程度上，采煤机代表了煤矿设备现代化和机械化的发展水平，是煤矿产业设备发展史的一座里程碑，所以，采煤机在煤矿开采中的作用不言而喻。因为通常情况下采矿机在恶劣的环境条件开展生产作业，所以采矿机的系统相对而言比较复杂，且采煤机在整个采煤工作中占据着核心和关键位置，牵一发而动全身，只要发生一点故障便会严重影响到其他采煤环节的正常工作，使采煤工作难以行进，为整个煤矿带来严重的经济损失，由此一来，如何发挥采煤机的最大性能，对其进行完善和升级改造便成为一项重要议题。正是看到了这一点，相关科研人员对采煤机的功能状态不断进行升级和改进，使其功能越来越丰富，变得越来越强大，但与此同时，越来越多的故障和问题也随之而来，对后期的维修和保护提出来极大地挑战。变频技术诞生后，被广泛的应用于采煤机，从而使采煤机具备了变频调速系统，减少了作业过程中问题和故障的产生，减轻了后期维修人员解决故障的压力，大大提高了生产工作效率。同时随着现代科研人员对变频技术的不断改进，其自身的性能经受住时代和实践的一次又一次考验，从而被企业家广泛认可，将其大力应用于采煤行业，这间接推动了我国的采煤技术的卓越发展。除此之外，煤矿企业还勇于创新，自主研发新技术，在电牵引采煤机的工作环节使用能量回馈型的四象限新型变频器，进一步提高了采煤机的科技和知识含量，降低了采煤机的机器损耗，大大延长了使用寿命。

2.应用于风机

不同生产时期的矿井，往往会采用各异的通风设计。通常情况下，矿井生产中期会通过持续不断换风机的方式来解决通风难题，但该方式在实际操作起来经常会导致设备产生问题和故障，增加后期的维修工程量，并且，在更换操作下，以前使用的风机会被暂时的搁置，从而造成资源配置不合理，产生资源浪费，降低设备的利用率。而变频技术的诞生很好的解决了风机遇到的这一难题。通过装配变频器，便不需要再进行重复繁琐的更换风机动作，实际地操作起来简单便捷，提高了设备性能，大大减降低了风机资源浪费率，并且在节能方面也取得了不错的成效，轻松解决了通风难题。

3.应用于胶带输送机

胶带运输机是煤矿煤流物流系统的主要设备之一，该运输机通过工频拖动，以交流电动机为动力装置，利用液力耦合器促进机械设备的传动和运行，十分便利，被许多企业主选择。但使用過程中出现的问题也很多，例如交流电动机的使用会带来传动效率低下，启动时电流过大和机械冲击大的难题;输送机运送过程中一旦运送距离长、负载量大或者倾角大，则极易引发带载和重载启停的情况，大幅度提升胶带跑带、断带等生产安全事故发生的可能性。但是采用变频技术之后，设备和系统的软启动职能将得到发挥，可以确保设备和系统启动与运行过程中始终保持平稳的状态。特别体现在变频控制的软启功能上，该设计彻底消除了以前存在的安全隐患，从根本上解决了这个技术难题。

4.应用于矿井提升机

变频技术在矿井提升机中主要应用于两大系统：PLC控制系统和高压变频、调速控制系统。矿井提升机的高压变频调控系统设计的工作原理是：通过应用单元串联，多电平能量回馈类型的多象限高压变频控制器来达到提高系统的安全性和抗干扰性能力的目的，进而使的运行过程中的速度控制和位置控制功能得到改善，画面动态监视功能和保护功能更加的稳固可靠。这一举措将极大的增强矿井提升机自身的性能，提高启动、运行、加减速时的工作效率，大大减少设施设备受到的钢丝绳机械冲击，提升安全水平系数，并且，还可以使高低压控制回路间的通讯变得更加便捷。

结语：随着当前经济的快速发展，煤炭行业的规模不断扩大，提高煤矿机电设备的科技含量便愈来愈重要。而变频技术节能效果和调节性能俱佳，可以为煤矿机电行业的大发展助力，因此在煤矿电设备中广泛应用变频技术，不仅是二十一世纪科技发展的产物，更是煤矿电设备企业自身发展的现实需要，具有十分重要的现实意义。当前阶段，变频技术在风机、提升机、空压机等设备中都有所应用，且均取得了显著的使用效果，获得业界一片好评。变频技术的应用，不仅促进了自身设备性能的改善，提高了运行的效率和矿井装备的水平，而且在确保矿井安全生产，推进节能减排事业方面均取得了令人满意的成绩，强有力的支撑了煤矿企业安全高效生产的宏伟目标。但是，对不断提高我国煤矿机电设备的科技化现代化水平的目标来说，当前的发展水平还远远不够，所以我们要不断的革新变频技术，提高其应用能力，使其为煤矿机电设备提供更好的服务。

参考文献：

[1]李宏晓.变频调速技术在煤矿的应用前景[J].科技信息，2010 （19） .