变频控制技术在煤矿机电中的应用

文/臧利华

近年来，计算机技术、自动控制技术、电子技术等技术的发展呈现出日益加快面貌。与此同时，变频控制技术也在日常的生产中得到很好的应用，并发展相对成熟，又因为其具有节能、环保等特点，使其成为新时期生产过程当中的一种极为重要的技术。近年来，相关工作人员开始将这项技术融入煤矿电机中，并取得了良好的效果。

1 变频控制技术

1.1 变频控制技术的概念

变频控制技术是一种综合性的技术，它将电力电子技术、微机技术和电传动技术集合在一起，呈现出机电一体、强弱电混合的效果。在实质上，变频控制技术是一种对电能做出控制的技术，即利用电力半导体器件的通断作用来将一种工频电源转换为另一种频率的装置。这一项技术的基本原理是将整流桥来将工频电压转化为直流电压，继而将逆变器转换为电压和频率都可以进行调节的驱动电源，最终的目的是提供合适的电压和电流，以促进电动机无极调速能够很好地实现。变频控制技术作为一种调速方式，具有高效性、无附加转差损耗的特点。在目前形势之下，能源危机是一个严峻的问题，变频控制技术在这一大背景之下受到重视的原因，就在于其能够将平滑、自动减速和增速做到平滑，从而进一步提升机电设备的工作效率。

1.2 变频技术的发展

在在形势之下，电力电子和控制理论技术的发展速度日益加快。在这个大背景之下，变频技术的发展空间十分广大，并且在应用上范围也较为广泛、发展速度较快。将智能模块应用到功率器件当中、将控制理论进行不断改进等措施使得变频技术具有很多优势。

1.3 变频控制技术在煤矿生产过程当中的重要性

在现阶段，我国社会呈现出快速发展的面貌，我国的工业生产速度也在日益加快。在这样的趋势之下，社会对于能源的需求量较大，对于能源的应用也较多。现阶段，我国的能源供求大致平稳。作为一项重要的基础性能源，煤矿这项能源在我国人民群众的日常生产与生活当中发挥着重要的作用，占据着关键性地位。然而，我国的煤矿资源的开采已经形成了过度开采的局面，在现阶段，我国的煤矿资源储存量在不断降低，由此可见，在我国生产生活所需的能源当中，企业间对煤炭资源的竞争较为激烈。按照这一情况来看，为了改善竞争情况，需要提升相关企业开采煤炭的效率，以缓解煤炭资源的紧张问题。然而，若想使得企业在生产当中的效率得到提高，需要提高开采资源的设备的效率。当然，在提升效率的同时，减少排放物污染和环保节约是必不可少的。由此看来，煤矿企业需要将最新的、科学的、高效的技术应用到煤矿开采生产过程当中，以实现节能减排、高效生产的目的。在这样的情况下，变频控制技术显现出巨大的优势，在煤矿生产过程当中进行应用具有极大的重要性。

2 变频控制技术在煤矿机电设备当中的具体应用

按照现在的情况来看，煤矿企业的竞争越来越激烈，以此，变频控制技术在煤矿行业当中的应用空间十分广泛，且其自身具有相当充足的优势。虽然，变频控制技术在煤矿行业的应用没有达到相当成熟的境界，但是为煤炭行业创造效益方面发挥了重要作用。

2.1 变频控制技术在矿井提升机当中的实际应用

矿井提升机的主要作用是在煤矿当中安全地输送人员和物料，在煤矿生产过程当中发挥着重要作用。在传统的技术当中，矿井提升机的运行是依靠电阻带动电动机工作的，然后与鼓型控制器结合在一起以方便对速度进行调整。但是，这样做有一个缺点，那就是电阻小号存在较多，容易发生一些危险情况，例如：散热不理想等。传统模式下的控制系统只能进行一些有机调速之类的工作，这也是通过将电阻加入电动机转子的方式来实现的。这样的模式具有电阻消耗较大、散热不通之类的问题。与此同时，由于电阻的调速范围较小，因此，工作的精确度得到保障的情况难以实现。然而，将变频控制技术应用到矿井提升机当中大大改变了先前的不利状况，使得以上的困难以及问题都得到了良好的解决。变频控制技术的应用，使得设备的保护性以及系统性得到大大提高，更能够使得机器更好地实现平滑、无极加速和减速。变频控制技术在矿井提升机当中的实际应用，主要包括以下三个方面。

（1）控制继电器，需要少量的外部线路即可完成操作，使得继电器的数量为之减少，从而在很大程度上减少了故障问题以及空间不足问题的频繁出现。

（2）在对系统故障进行解决时，通过编程器和触摸式显示屏的结合来对故障进行排查，使得处理流程更加简便，而且可以更好地掌握电机以及机械的故障。

（3）与编程器一起工作，将指令变换作为工作形式，从而实现对电控系统中的继电器的逻辑关系进行良好控制，使得电路图与梯形图能够自由地发生转换。

2.2 变频控制技术在通风机当中的实际应用

通风机的主要功能是担当矿井的“呼吸”系统，在矿井工作所需的设备当中发挥着重要作用，并且占据着主要位置。主通风机在全天时间内都会进行运转，对于煤矿的日常生产发挥着关键性的作用。在现阶段，煤矿巷道在不断延长，掘进开采也在不断进行延伸，虽然在工作的过程当中，通风机所制造的风量并不是很大，但井下风加压的持续性是必不可少的，与此同时，也需要不断增加风机的功率。将变频控制技术应用到通风机当中进行工作，可以使得根据巷道风向的不同要求进行简便快捷的调整，是的浪费的现象有所改善，从而最终创造出较为理想的效果。与此同时，将变频控制技术应用到通风机当中之后，通风机发生了改变，相对于之前始终处于满负荷状态，通风机的状态有了明显好转。由此可以使得通风机在进行工作时保持一种较低的运行速度，使得工作当中受到的电器冲击和机械强度都有明显的降低，保障通风机的使用寿命得到延长，并进一步减少了维修的频率。其中值得一提的是，通风机在经过变频控制技术改造之后，需要使得两台机器保持一致的运行频率，以便使得两台机器保持一致的转速，从而避免了由于转速不相同而造成的风阻问题。

2.3 变频控制技术在皮带机中的实际应用

变频控制技术应用到皮带机当中，其应用与工作的原理十分简单。皮带工作主要是通过摩擦力来进行的，变频控制技术的主要功能是对皮带施加一种张力，从而使得变形现象和更大的摩擦力在皮带上产生。在传统的工作当中，工作启动时，皮带所需的时间较短，因此，在运行这一方面，皮带受到了脚大的限制。这项工作对皮带提出了更高的要求，需要皮带本身的韧性较强，而且，对于其不老化的保质期较长。然而，在变频控制技术应用到皮带机当中后，皮带机若想将动态进行调整，需要承受重力对自身的运作功率即可。在这样的操作当中，机电工作的频率是保持恒定的，其运行速率也是可以保持恒定的。

3 小结

市场经济在追求通常意义下的经济的同时，也在追求着效益经济，产品要想获得更高的竞争优势，需要做到在同样的竞争产品当中消耗更少的能源。对于煤矿生产来说，将变频控制技术应用到煤矿生产当中，将会使得电能能够实现最为经济的利用，使得电能得到节约，从而进一步降低生产的成本。按照目前情况来看，在煤炭生产的未来过程当中，变频控制技术将为产业创造更高的效益。