矿山机电设备变频控制技术原理及应用研究

戚新军

（上海振华重工（集团）股份有限公司，上海 200125）

1 研究矿山机电设备变频控制技术的必要性

变频控制指的是通过对变频控制的工频信号进行转化，对交流电进行有效控制。矿山机电设备变频控制技术的提出主要是针对实现机电设备自动化，通过设置变频控制操作模式，为矿山机电设备的开发提供依据。实现矿山机电设备变频控制技术的前提条件，是建立矿山机电设备控制目标，一般情况下，在逆变器中引进矿山机电设备变频控制技术，利用该技术可直接增强矿山机电设备控制性能，进而提高矿山开采效率。目前，我国已针对矿山机电设备变频控制技术的应用进行研究，证明矿山机电设备变频控制技术对提高机电设备性能方面的有效性。为了提高矿山机电设备的安全系数，本文提出了矿山机电设备变频控制技术原理及应用研究。

2 矿山机电设备变频控制技术原理

矿山机电设备变频控制技术的具体原理，如图1所示。

图1 变频控制技术原理示意图

根据图1所示，通过图1过程就可以利用变频控制技术对机电设备进行无级调速，变频控制机电设备，减少不必要的能耗。因此，在进行矿山机电设备变频控制工作过程中，通过逆变器将变频控制技术引进矿山机电设备的操作流程中，为实现变频控制提供技术支持。从而就能够发现矿山机电设备变频控制技术在操作中存在的问题，通过矿山机电设备变频控制技术，有针对性地解决以上问题。

3 矿山机电设备变频控制技术应用

矿山机电设备变频控制技术的具体应用，如表1所示。

结合表1所示，下文将对以上矿山机电设备变频控制技术的应用进行阐述，具体内容如下。

表1 变频控制技术应用信息表

3.1 皮带设备中变频控制技术的应用

由于皮带设备在启动时会产生巨大的电流，导致经常出现断裂现象。将变频控制技术应用在皮带设备，能够通过布拉格波长，直接反映采集与处理皮带设备故障信息，通过调节布拉格波长变化，对皮带设备进行变频控制，从而保证皮带设备的稳定性能。变频控制技术在皮带设备中的应用目的，是将皮带设备出现故障的概率降至最低，尤其是在矿山开采时，可通过变频控制技术，实时控制皮带设备运行中的工作状态，确保皮带设备的正常运行。

皮带设备中变频控制技术的应用主要包括3部分，数据采集部分、数据传输部分以及技术化处理部分。数据采集部分主要是通过变频控制技术采集皮带设备运转时的正常信息数据以及异常信息数据；数据传输部分主要是通过变频控制技术的数据通讯功能，对采集的数据进行传输通讯；技术化处理部分是变频控制技术的核心功能，通过对数据进行智能化分析，提前预测皮带设备可能会出现故障的时间及精确位置。通过变频控制技术得出的变频控制结果，确保皮带设备的正常运行，避免过载生产可能造成的危险，大大提高矿山机电设备使用的安全性。

3.2 提升设备中变频控制技术的应用

提升设备中变频控制技术的应用主要体现在控制决定提升设备电源频率的相关参数。由于变负载状态下，提升设备超声驱动工作中的频率主要由电源电阻与电容容量决定，因此，可根据提升设备元件的实际电阻值，调整电源固定频率，输出占空的脉冲信号。将缓冲区域的电源值作为超声驱动装置的输入电压，控制在变负载状态下的角度参数，改变与电阻串联的等效电流，建立频率校正模型。采用相对简单的双线性结构，将电阻频率与电源频率重合的问题列入模型的构建中，探索电源频率转换的发生点。设计每组超声装置中至少3个跟踪点，输入/出端各一个，同时在电流流经区域，采用调整电容的方式，设定中间跟踪点，检索电流频率值，证明此时状态下为提升设备超声驱动的最佳工作状态。

根据上述提出电源频率跟踪点，以提升设备超声驱动电阻单机片为频率跟踪的核心，控制A/D转换输出电压值的递减趋势，根据正常运行状态下的电压值控制，改变输出频率的电压值，将波形器产生的信号作为时钟信号，则变负载状态下电流频率之间呈现负相关关系，因此，其最小值便为跟踪点电流频率的最大值。计算计数器电流频率，并在电路中显示，则其计算公式，如公式（1）所示：

根据上述计算公式，将提升设备滤波电流频率转换成平整电流信号，记录每次计算数据电压值，以此获取电路的实效电流值，若存在当次记录值高于上次记录值，保留此次数值，反之，保留上一次数值，当电流频率增加超过驱动电源变负载状态下的额定值时，记录在额定范围内的最大电压值。假定超声驱动振动谐波频率在此范围内，此时，电压对应的频率值即为电源振动能力，以此实现对变负载状态下的提升设备超声驱动电源频率的变频控制。

3.3 通风设备中变频控制技术的应用

在应用变频控制技术进行通风设备调试过程中，考虑到通风设备远程变频控制自动化能力较差，为了提高通风设备的控制效率，应使用变频控制技术进行如下的要点控制：在实施对于通风设备的调试控制过程中，一旦发现通风设备存在的故障，则立即对通风设备的工频信号进行控制，保证调试能够继续进行。若调试失败，则立即停止操作，确保通风设备处于完全关闭状态的情况下，再进行后期的变频控制。

因此，针对变频控制技术在通风设备中的应用研究：

要了解变频控制技术对通风设备的控制程度。对通风设备进行资源化的区域变频控制改进，实现通风设备的变频控制基于通风设备对变频控制提出的要求，根据GPIS实时定位，保障变频控制技术在通风设备中的合理应用。

综上所述，通过通风设备中变频控制技术的应用研究，证明了变频控制技术的有效性。

4 结语

通过本文研究可知，变频控制技术不仅可以延长矿山机电设备的使用寿命，还能够降低生产成本，从根本上提高机电设备运行的稳定性。虽然目前矿山机电设备变频控制技术已经广泛应用于矿山机电设备变频控制中，但是，要想进一步提高变频控制技术的应用力度，还要加强对变频控制技术的进一步研究，从而推动变频控制技术在矿山机电设备中的使用频率。本文没有对矿山机电设备变频控制技术的具体使用方案进行深入研究，可以作为矿山机电设备变频控制技术以后研究重点内容。