变频控制技术在煤矿机电设备中的应用

相杨

摘要：煤矿行业中，先进技术的应用取得了一定的成果。在现阶段来看，计算机电机技术在机电设备得到了广泛应用，自动化控制技术、电子信息技术也广泛应用在了煤矿机电设备中，整体来看，大功率输送技术逐渐成熟，在根本上使煤矿行业进一步实现了自动化生产[1-3]。在煤矿机电设备中，通过变频控制技术的不断融入，煤矿开采工作变得更加清洁，在节能方面取得了较为满意的效果

关键词：变频控制技术;煤矿机电设备;应用措施

引言

现阶段，一部分小煤矿开采技术还较为传统和落后，生产耗能较大，生产效率较低。变频节能技术的发展和应用可以有效地降低能耗，因此，在各个行业得到了广泛的认可。近年来，有越来越多的企业开始应用这项技术，变频节能技术在国内尚属空白阶段，可上升空间比较大，具有很大的推广应用价值。本文重点介绍了该技术在煤矿行业中的应用。可以提高煤矿的生产效率，实现节能性和安全性，明显降低了煤矿的生产成本。

1变频控制技术简介及其工作原理

为了倡导节能减排，在煤矿进行开采作业中，煤矿机电设备不能长时间的高负荷运转，所以引入了变频控制技术，该技术的应用完全符合节能减排的要求，保障机电设备的稳定性。变频控制技术的内容包含：计算机技术、电子技术、电机械设备等，几项技术的结合体共同构成了性能较强的新型技术。变频控制技术的工作原理其实就是使交流电先通过半导体，然后变为其它频率，接着再利用相关设备将交流电转化为直流电，最后再利用逆变器实现对电流和电压的调节和控制，这便是机电设备的无极调速，该调速方式可以降低能耗，最大限度的节约能源，与此同时也保护了周围的环境。变频调速技术是能够依照实际的工作量来对速度进行更改和调整，工作负荷高提升速度，反之则降低速度，以这种方式，实现电流频率对电机转速的控制，从而有效的控制煤矿机电设备，保障煤矿开采作业的安全性和稳定性，提高煤矿开采的工作效率。变频技术中的电路有四个部分：整流、直流、控制、逆变，这几个部分相互作用、相辅相成，一起完成对矿山机电设备的控制。机电设备中应用变频技术，可以提高機电设备的各项性能，提高其运行效率，降低能耗，是煤矿行业中不可或缺的技术之一。随着科学技术的不断发展，变频器的功能范围也在不断的扩大，比如数字化、编程、通讯等等，这些都是为变频控制技术在煤矿机电中的应用提供了可靠的依据。

2变频控制技术发展方向

由于全球能源供给出现了相应危机，也是在这样的背景下，出现了变频控制技术，并且进行了广泛应用。在矿山设备方面，由于变频控制技术的不断改进，现阶段已经发展出智能化技术模块。随着变频控制技术的逐渐发展，进一步促进了压频比控制技术的发展。实践中应用最广泛的技术为转矩变频控制技术及矢量变频控制技术，到目前为止，这项技术的应用频率依然很大。在该项技术方面，还需要深入，其研究方向比较多，例如，人工神经智能网络，以及模糊自动化智能控制技术等。在这些方面，还需要相关变频控制技术人员的深入研究，也是未来的研究方向。由于该项技术的逐渐创新，在一定程度上，调速集成化水平得到了提升，其功能得到了不断完善，调速控制功能也得到了实现，并且通信功能也成为了现实，还具有了编程功能以及参数识别等功能。

3变频节能技术的历史背景

就目前而言，我国的能源资源结构比较单一，依旧以煤为主导地位，占能源资源总量的80%以上，正因为如此，对空气的污染特别大，对环境的破坏更为严重，对人类产生的危害甚至无法预估。据研究者进行预测分析可以知道，我国尚有数值可观的煤炭储备量，以此推算，如果以年产50亿吨原煤的速度，还可以供应至少100年。即使这样，但优质的煤炭资源却少之又少。而其中最为关键的是，我国是一个能源消耗大国，但是，能源的利用率特别低，在国际上甚至排名在倒数几位。在我国，很多用煤的企业一直采用粗放的生产方式，多年来一直都没有改变其生产经营方式，一些小煤矿的回收率还达不到10%，这将远远达不到预期的要求，将造成煤炭资源的极度浪费。据资料的不完全统计，1949～2019年，短短70年的时间内，全国煤炭资源浪费了多达500多亿吨，如果按照这个速度进行下去，全国将会有更多的资源会被浪费，所以必须开发一些新的科学技术，确保煤炭资源不会白白地被浪费。

4煤矿机电设备中变频节能技术的具体应用

在煤矿生产中，如果将变频节能技术合理地应用于煤矿机电设备，一方面，可以降低煤矿工业用电成本投资;另一方面，可以控制设备的废弃物排放，减少对环境的污染，真正起到了节能减排的作用。

4.1在皮带机中的应用

煤矿机电设备中的皮带机的启动过程时间短，一旦皮带的韧性不够，则在系统启动后，会发生皮带断裂的问题，从而影响正常的采煤工作。另外，皮带机在启动后产生的电流较大，时间一长对电网有着非常不利的影响，这个过程产生了严重的安全隐患。在皮带机中采用变频技术，不仅可以改善其原来的运行方式，同时产生的电流也有了大幅下降，保障了作业人员的人身安全。

4.2变频控制技术应用于矿井提升机

传统技术的不足：在煤矿中，经过矿井提升机的应用，可以将人员以及物料等安全的输送到目的地，在煤矿生产中该种设备具有重要的地位。传统技术主要应用电阻带动电机控制，然后与鼓型控制器进行联合拥有，以此来调整传输速度，但是，这种方式具有明显的缺点，即小号电阻比较多，很容易出现散热不良等诸多情况，而且，在调速范围方面其精确度很难得到全面保障。

4.3在通风机中的应用

在煤矿的所有机电设备中，通风机是保证采煤作业的的安全，为采煤工作创造良好的环境，使用传统的通风机设备，其通风的能力较差，但是耗能较高，所以对于深井作业而言，传统通风机电设备并不适用。而引用变频控制技术后，通风的大小可以根据矿井的深度来进行调控，不能能耗有所降低，同时也为作业人员提供了舒适的工作环境。矿井的深度越大，送风压力也随之增大，而通风设备的功率也会变大，在此时应用变频技术，可以快速的提高通风机的功率，为开挖提供良好的作业环境。变频控制技术在实际的作业过程中，会根据施工调节、巷道的变化、深度的变化等来调节风速的的大小，以合理的利用有效的资源。另外，变频技术在通风机中的应用，有效的保护了通风机的功能，延长了使用寿命，降低了人工的维护和检修的成本，最终提高了通风机的工作效率，为采煤工作提供了便利的条件。

结束语

综上，在煤矿行业中，由于机电设备的升级，以及变频控制技术的不断应用，在一定程度上促进了煤矿行业的健康发展。经过变频控制技术的运用，提升了机电设备的稳定性、安全性，在速度方面具有较强的可调性能，实际操作也比较简单，在工作效率方面也有所提升，且不会占据很大的空间，在拆卸时也比较便捷。煤矿机电设备应用变频控制技术后，生产过程得到了全面优化，在节能方面发挥了很大优势，提升了能源的利用率以及生产效率。

参考文献

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