煤矿机电变频控制技术与节能方法研究

王勋

（运城职业技术学院，山西 运城 044000）

基于变频控制技术日趋成熟，将其应用在煤矿机电中，已经成为当前实现节能目的的主要方式，并在一定程度上有效弥补了煤矿开采中的不足，有利于煤矿企业稳定发展。

1 煤矿机电变频控制技术

变频控制技术，实际上是社会发展与进步的必然产物，将计算机技术、电子技术等的特点、优势结合起来，形成一种具有综合性质的技术方式。在实际应用的过程中，变频控制技术就是充分的利用了半导体器件自身的作用，对电源所发出的电流进行转变，从而将电机设备的转速进行合理的调整，实现节能的目的。具体而言，变频控制技术就是将电源的交流电转变为直流电，然后再将直流电转换为不同的交流电，又或者是将电源的直流电直接通过逆变的方式转换为交流电，满足各个机电设备的使用需求。

在电流不同转换的过程中，就是对电流的频率进行具体的、恰当的转换，从而实现交流电、直流电与交流电之间相互转化的目的。

随着技术的发展，半导体技术不断优化，极大地促进了变频控制技术的优化与发展，并且改善了变频控制技术，其功能、性能更能够适应当前的需求。在变频控制技术的优化中，主要是通过半导体器件将工频电源的电流进行控制并改变，从而实现控制不同机电设备电能的目的，同时提高生产的质量与效率，降低生产所需的能耗。

2 煤矿机电变频控制技术的节能方法

在煤矿的机电中，变频控制技术已经得到了广泛的应用，并已经渗透到了煤矿生产的流程、环节中，不仅全面提高了煤矿开采、生产的效率，还保证了机电设备运行的稳定性，降低了设备运行的能耗，极大的促进了煤矿的发展。在煤矿机电的运行中，要想应用变频控制技术全面实现节能的目标，其具体的方法主要有以下几种。

2.1 应用在提升机中

在煤矿开采的过程中，提升机发挥着重要的作用，实际上就是将煤矿开采工作所需的物料、人员安全的传运到指定位置。就传统的运行技术而言，其控制方式主要就是调节金属的电阻，在接触器或鼓型控制器将电源切断，从而实现调节提升机速度的目的。但是，这样的控制方式存在一定缺陷，即在提升机运行的过程中，会消耗大量的电阻，很容易发生散热困难等问题，加之电阻调速的具体范围较小，无法保证调节的精度。对此，将变频控制及时应用在提升机中，能够使提升机的运行速度得到精准的控制，弥补传统控制方式存在的不足，保证提升机能够在平稳的前提下实现加速、减速，全面提升煤矿机电系统的性能，实现节能的目的。将变频控制系统应用在提升机中，其具体方式如下。

（1）在应用的过程中，将编程器与变频控制技术结合起来，同时编制具体的指令，调整变频控制的形式，并且有效地控制了电控系统中继电器存在的逻辑关系。同时，将变频控制器应用在提升机中，还能够将电路图、梯形图等进行准确的转换，保证提升机稳定运行。

（2）将变频控制技术应用在提升机中，仅仅需要使用少量的外部线路便可以控制继电器，而这样的方式能够有效减少机电中的继电器数量，从而进一步改善了提升机中故障多、空间小等问题，为机电的运行提供良好的环境。

（3）在处理提升机的故障时，能够通过触摸屏、编程器对故障进行全面排查，操作方式简单、便捷，能够使工作人员全方位地掌握电器、机械存在的故障。

2.2 应用在皮带机中

在煤矿的开采、生产等环节中，皮带机的能耗要远远大于提升机在运行中的能耗，主要就是通过绕线电机经转子绕组以后，将皮带机进行降压启动并以工频的方式运行，然后通过液压耦合器将电流切换至皮带机。具体而言，煤矿中的皮带机主要采用的是转子串接电阻、减压空载启动的方式来改善运行中的转矩，加之机电启动的时间较短，如果皮带自身的韧性不符合启动、运行的要求，那么经过一段时间的运行以后，就会直接影响皮带的性能，甚至发生皮带断裂等问题。

对此，将变频控制技术应用皮带机中，能够使其实现“软器”、“软停”的目的，进而弥补皮带机在传统控制方式中存在的不足，例如：在启动皮带机的过程中，通常会产生较大的电流，使得设备内部发热、发烫，严重的情况下会强烈的波动电网电压，产生大量的能耗；当液力耦合器处于运行的状态时，其内部的油温升高的速度较快，并且增加各个各部之间的摩擦，影响设备的使用效果等。通过应用变频控制技术，能够保证皮带在稳定的环境中运行，提高皮带自身的性能。在工作频率、力矩等方面，设备能够结合当前煤矿的需求，适当的调节、改变自身的负荷，不仅安全高效，还能够有效降低设备的能耗。在煤矿机电的运行中，变频控制技术能够更加充分的发挥皮带机自身的能量回馈功能，进而增强机电设备自身的节能效果，并且延长设备的使用寿命，降低检修方面的成本支出。

2.3 应用在通风机中

在煤矿的开采、生产中，通风机是其不必可少的设备，并且需要运行较长的时间，对于整个矿井而言，通风机具有“呼吸”的重要作用。随着技术的优化、创新，煤矿的矿道长度不断增加，并且开采的深度也在不断的增加，这样的工作环境增加了通风机运行的压力。因此，通风机在运行的过程中，需要不断加大其自身的功率，但是如何才能够有效增加通风机的功率成为当前面临的主要问题。

将变频控制技术应用在通风机中，能够使机电设备结合工作环境的需求、煤矿开采巷道中的风险等因素，适当地调整自身风力的程度，避免发生风力浪费的现象，实现节能的目的。在通风机设备中应用变频控制技术，与皮带机一样能够实现“软启动”，避免在启动的过程中由于电流较大而影响电网的运行，从而降低煤矿生产中的危险程度，为工作人员营造一个安全的工作环境。同时，应用变频控制技术能够适当的调整通风机的负荷，使其不必长时间出于满负荷的状态，在降低能耗的同时，还能够延长通风机的使用寿命。通常情况下，通风机都是以较慢的速度完成运行的，进而有效的控制了使用强度，减少设备的检修频次。最后，值得注意的是，在煤矿生产中，尽量避免两台通风机采用相同的频率运行，但是需要保证通风机的风速值，避免由于风阻不同而影响设备的运行状态。

2.4 应用在水泵中

在煤矿的生产过程中，水泵是其重要的设备之一，由于生产需要处理大量的水资源，所以水泵会在运行的过程中产生大量的能耗。对此，为了能够降低煤矿生产的能耗，实现节能的目的，可以将变频控制技术应用在水泵中，即渗透至供水、液用泵之中。通过这样的方式，能够使水泵在抽水启动、停止的过程中更加平稳，全面增强水泵设备的灵活性与稳定性。同时，将变频控制技术应用在水泵中，能够避免机电设备在运行中各个部件之间的磨损，降低水泵在启停中所产生的大量能耗。基于变频控制技术的应用，有效的减少了设备在运行中机械所生成的冲击力，避免水泵在运行中发生故障，从根本上延长了水泵的使用寿命。同时，在这样的运行环境中，保证了水泵运行的稳定性，为煤矿的开采、生产提供充足的水源，为煤矿的发展提供技术保障。

3 结语

综上所述，在煤矿行业中，高能耗是其不可避免的缺陷，但是将变频控制技术应用在机电中，能够有效实现节能的目的。以此为基础，依据变频控制技术的原理，将其应用在煤矿开采中，使提升机的运行更加平稳，充分发挥了皮带机能量回馈的功能，同时使通风机能够结合实际需求调整风速，延长了设备的使用寿命。

[1]李茂龙． 探析变频控制技术在煤矿机电设备中的应用[J]． 低碳世界,2017,(04):77-78．

[2]王健． 浅析煤矿机电变频控制技术与节能[J]． 中国新技术新产品,2015,(06):14．

[3]何新建． 变频控制技术在煤矿机电中的应用研究[J]． 河南科技,2016,(14):111-112．