试析矿山机电设备中变频控制技术的应用探究

林健

摘 要：矿山作业开采过程中，矿山的机电设备消耗能源量巨大。这种产出与消耗不成比例的问题，已经引起了人们的高度重视。对此我国于近些年投入了大量精力用于开发变频技术，并将这种技术逐步的推广到了我国的矿山行业与机电生产行业。通过变频技术的应用，机电设备功耗得到了有效控制，进而大大延长了机电设备的使用寿命。可以说机电设备变频技术的运用标志着我国正朝向机电设备现代化方向发展。

关键词：矿山机电设备；变频技术；控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.060

0 前言

变频技术是一种可以控制能源消耗的有效技术，变频技术的利用可以大大改观目前矿山设备生产能源浪费巨大的问题，在降低能源消耗的同时，延长了机电设备的使用寿命。除此之外，变频技术还能够减少机电设备应用生产中对周遭环境的影响，所以这项技术如今已经成为国家大力推广的技术，并逐步渗透到矿山生产当中。

1 变频技术简介

煤机电设备生产中需要满负荷工作数十个，甚至数百个小时。为同时兼顾节约资源与矿山开发的需求，就必须推动变频技术的应用。变频技术能够减少设备过剩力矩。事实上变频技术是技术的总称，主要包括下述几种技术：电力电子、计算机以及电机传动，这些技术与机械设备、强弱电技术有机整合到一起，便成为了综合性很强的全新技术。变频技术工作原理为工频信号在通过半导体后，变回形成其他级别的频率。之后利用其他设备转化工频交流电，将其变成直流电，利用逆变器实现电压、电流的控制与调节。这便是机电设备无极调速的原理。此外煤机电设备变频技术所用的为电流频率与电机转速同比增长，利用电流频率控制电机转速，进而达到电机稳定运行、电机转速有效控制的目的。变频电路主要包括控制、逆变、直流、整流多个部分，各个部分互相影响，在共同的作用下实现电机整体控制，提高电机效率，降低能源损耗。

2 变频技术原理

矿山机电变频技术有着很强的综合性特征，包括信息化、电机传动、电力电子与计算机都是矿山机电变频技术的核心内容。在多年的研究与发展作用下，变频技术如今已经呈现出这样几种特征：首先工频电信号能够在通过半导体的过程中，转化为其他种类、频率信号。其次，已转化工频交流电在这一过程中被转化成直流电[1]。最后，借助于逆变器可以实现调节与控制机电设备电压、电流的目的，进而确保机电设备时刻保持在无极调速状态。为使机电设备转速可以得到有效控制，就必须采取变频技术，在降低能源消耗的基础上，提高煤机电设备的工作效率和自动化水平。

3 矿山机电设备中的变频控制技术运用

3.1 提升机

矿井提升机最大的作用是将人员与生产物料送入矿井，因此提升机一直以来就是矿井生产中最为重要的角色之一。提升机使用时将金属电阻接入电动机转子电路[2]。让电路通过接触器或控制器实现阻值调节的目的。不过这一过程中会消耗大量的电阻，且电阻散热能力较差。在提升与减速的过程中，往往需要非常庞大的动能制动直流电源。所以在使用过程中提升机与有关设备很有可能会出现受损问题，造成更多电力资源的无故浪费，影响机电设备使用安全。这种问题如今已经成为困扰矿山安全生产的头等问题，是限制矿山经济转化率的重要原因。

根据这一问题得出，矿山及系统必须采用变频技术，尽可能消除变频机自身劣势，使提升机能够实现无极平稳的调速。提升机应用变频技术主要有下述几点优势：第一点，能够使用编程器编程提升机操作程序，快速、高效的解决电控系统中继器操作设计，大大提高梯形图与操控电路转化率。第二点，借助于变频技术，提升机所需外部电路继电器数量将会大大降低，因此出现继电器故障的几率也相对较低，减少了维修时间以及对生产的影响。第三点，当系统出现问题，操作人员只需要检查编程器以及触碰显示板就能够了解设备故障原因。第四点，变频技术有着很强的精密性控制能力，且扩展性极强。操作时技术人员只需要对程序进行适当更改就能够完成提升机工作模式的转换，而不是像过去一样必须更换机电硬件设备。第五点，假使提升机必须保持满负荷状态生产，那么机电设备的再生能量能够直接送入电网，节省电能损耗，增加制动力矩，进而提高绞车安全系数。

3.2 皮带机

皮带机也是矿山设备消耗功率巨大的设备。皮带机通过绕线电机经过转子绕组，保障机器工频与机器正常运行[3]。皮带机工作原理为利用轮毂转动摩擦力，使皮带变形，带动皮带运动。皮带机工作方法通常都是空载启动，之后再皮带转子处接入串接电阻，保障皮带传输和工作质量。对皮带机来说，皮带机启动时的瞬间电流非常巨大，因此很有可能会在较大冲击力的影响下，使皮带机电机内部出现持续发热问题。除此之外，短暂的启动时间同样会让皮带短时间内便出现断裂与老化的问题。液力偶合器会使得电机内部出现油液温度上升以及零部件磨损。这些问题都会增加机电设备的维修成本降低皮带机的运作效率。

液力偶合器启动时有着许多技术性问题较难克服，所以必须将变频技术渗透于皮带机当中，实现软起软停，保障皮带机稳定性和持久性。除此以外，变频技术在皮带机的应用，还能够结合皮带机的实际负荷情況，准确调整皮带机的输出、力矩以及频率，使电机以恒频恒速状态下运行。在节省电能的同时，提高了皮带机的工作效率。最后变频器还能够结合皮带机的工作能力制定准确、详尽的反馈机制。进而减少皮带机运作时对于电能的损耗和浪费，降低皮带机系统设备的维护费用。当然它所带来的环保影响也是值得我们高度关注的。

4 结语

变频技术这种先进的智控技术，能够有效的提高矿山机电设备生产与加工的效率。此外在变频技术的影响下，煤企生产成本也将大大降低，进而实现了由传统生产向现代化生产模式与理念的转变。大力推广变频技术如今已经成为每一个煤企的工作基本准则，是现代化煤企行业的生产衡量标准。煤企必须予以变频技术高度的重视，才能够推动我国煤炭产量的再一次提高。

参考文献：

[1]马宗华.试析矿山机电设备中变频控制技术的应用探究[J/OL].世界有色金属，2018（06）：34+36

[2]李平生.变频控制技术在矿山机电设备中的应用[J].内蒙古煤炭经济，2017（23）：38+43.

[3]施毅.变频控制技术在矿山机电设备中的应用[J].通讯世界，2016

（05）：255-256.