变频技术在煤矿机电设备中的应用

王卫东

【摘  要】在煤炭开采期间，如果能有效控制电力使用，将极大降低煤炭开采成本。变频技术在煤矿企业机电上的应用，有效降低了煤炭开采期间的电力使用，提高开采效率，降低成本的前提下，有效保障了煤矿企业的健康发展。基于此，以下对变频技术在煤矿机电设备中的应用进行了探讨，以供参考。

【关键词】变频技术;煤矿;机电工程;应用

中国分类号：TD67     文献标识码：A

引言

变频器主要是用于电源频率的改变，由于科技的不断发展，变频器在生活和工业中均发挥出了重要作用。为了实现节约型社会的构建，促使经济得到快速发展，人们对变频节能技术的研究逐渐深入，实现了变频技术在机电设备应用中的不断改进，从而在煤矿生产方面取得了不错的效果。但在变频技术实际应用过程中，依然存在很多问题，需要煤矿工作人员更加重视。

1变频技术的主要作用

变频技术在机电工程的主要作用体现在调速和节能两个方面。调速是指可以有效调整设备电流频率，提高设备使用率，降低电能损耗。比如在煤炭运输设备中，传统的转子串电阻调速办法，调速范围和精度都较为低劣，不能满足目前的使用要求。而变频技术的应用，可以增加电流的稳定性和频率的精度，达到提高设备性能、减少设备损耗、节约电能的目的。另一方面，变频技术的应用可以降低生产成本，节能减排。以空压机为例，传统方式多为控制气门开度达到控制输出的目的，这种方式对能源的利用率，浪费了较多资源。变频技术的应用，允许设备通过不同频率电流而达到改变输出的目的，大大降低了对能源的损耗。

2变频技术在煤矿生产中的重要性

随着各地区煤矿开采的逐渐深入，我国可利用的煤炭资源也在逐渐减少，煤矿市场的竞争压力越来越大，作为用电大户，煤矿企业在生产过程中能否提升节能效果，对企业未来发展影响十分严重。变频技术的出现，可以进一步提升煤矿企业的竞争力，为企业长期发展提供基础。在当前煤矿企业发展过程中，机械设备的使用比例超过了70%，这也突出了变频技术巨大的发展潜力，对煤矿节能减排方面也提供了很大支持。除此之外，在变频技术获得人们的重视之后，可以凭借良好的可控性和节能性迅速融入到煤矿生产市场之中。但在变频技术的应用选择上，需要从多角度进行考虑，对技术的实用性、安全性等因素进行全面考察，以此来实现变频设备使用效率的全面发挥，为环保等方面的工作开展提供基础。

3变频技术在煤矿机电设备中的应用

3.1在采掘机当中的实际应用

采掘机当时煤矿开发过程中最常用且能源消耗量也最大的机电设备。以此，采掘机本身的工作效率以及设备与实际运行过程中所产生的能源消耗将对煤矿开采的经济效益带来直接性的影响。而鉴于煤矿开采该工作的开展过程，其所处工作环境通常较差，故使得采掘机于实际裕兴过程中容易遭受诸多因素影响而发生各种各样的故障。不仅如此，在面对不同软硬如的岩层时，采掘机所使用的功率大小亦不尽相同，这便极易导致采掘机出现能源无效损耗的情况出现。对此，若能将变频技术积极应用至煤矿采掘机设备中，使其具备自动切割功能，并可时刻根据周围环境的变化来合理调整采掘功率，如此不仅能最大限度降低设备运行过程中的能源序号，且采掘的实际效率也能以此而得以有效提升，继而将对整个煤矿开采实际效益的提升起到良好的促进作用。

3.2在风机和空压机中的应用

变频技术在风机中的应用，可以应对矿井不同开发时期的通风需求，通过改变电流频率达到对风机输出的控制。操作方便，提高风机使用性能，减少了风机闲置概率。于空压机方面，变频技术的应用使得空压机电流频率可调可控，避免了空压机大电流启动造成的损害。变频技术还允许相关操作人员通过对压力闭环控制或者手动调整达到对空压机的输出调整，避免了空压机重启改变功率造成的影响，延长了设备使用寿命，提高了设备使用效率。

3.3在皮带输送机当中的实际应用

皮带传输机作为煤矿开采中负责煤矿运输的重要纽带，自然也是煤矿众多的电机设备中最不可或缺的设备之一。至于早期的皮带传输设备，其主要是基于工频拖动与耦合器之间的相互作用来实现煤矿输送，而鉴于此输送方式原本的输送效率便十分低下，加之输送方式对皮带与耦合器的依赖性极强，故一旦输送重量过重时便会加速皮带与耦合器的磨损。不仅如此，就皮带输送机而言，其实际造价本身便十分高昂，若经历对此维修会更换，则将大幅提升煤矿采掘成本，既然导致企业的实际收益大幅降低。对此，若能加将变频节能技术与皮带输送机相结合，不仅能有效解决皮带输送机于实际输送过程中可能出现的时空问题，且通过让设备吸收电网浮力，还能减轻设备于具体的运行过程应过热而导致的设备磨损，继而在延长皮带输送设备的实际应用寿命同时降低煤矿企业的煤矿采掘成本。

3.4变频技术在提升机中的应用

由于矿井提升机的工作环境十分特殊，很多时候均是在条件复杂的情况下来开展工作，这就需要矿井提升机具备较高的应用性能，从而为相关工作的有效开展提供基础条件。在实际工作过程中，提升机需要进行重复性启动，如果调速任务较多，设备故障的发生率也会进一步被提高，将设备的整体使用寿命缩短。变频技术的应用，不仅可以促使提升机更好的满足各项工作的开展要求，还能对提升机本身提供更多的保护。在提升机中加入变频技术之后，可以有效降低调速过程中电阻的破坏率，在下放减速器过程中，电动机也会根据需要暂停运转，甚至还能将用电情况转移给电网。在变频技术应用之后，提升机的性能将会得到进一步提升，由于变频器内部软件的作用，可更好地帮助提升机完成调速，降低了设备的故障发生率。除此之外，变频技术的应用还可以帮助提升机节约更多的电能，从而达到节能目的。

3.5在电控绞车的应用

传统的斜井绞车控制系统较多采取的是交流绕线式电机串电阻调速系统，电阻的投切一般而言都是使用接触器来控制，这种控制系统一旦遇到高强度的工作环境，例如使用次数过于频繁等就会发生交流接触器主触头发生氧化的情况出现，进而导致设备的故障。同时，传统的控制系统的控制层面还很低，控制也很不精准，综合性能非常差，经常会导致各种问题例如停车位置不准确等。变频技术正好可以解决上述问题，同时还具备其他优点，例如电压波动的范围能够控制在很小的范围之内，频率波动的范围控制也很精准，输出功率和频率具备高度可调性。因此根据这些结果不难看出，变频技术在电控绞车系统上的应用提升了电控绞车系统的过载能力，能够充分满足使用和运行的需求。同时也提升了自动转矩的低频运转额能力以提供必要的保护作用。故此，电控绞车运用变频技术可以实现更高的可控性，同时控制精度也有所上升。

结束语

在煤矿机电设备中使用變频技术很好的保证了整个机器系统的平稳运行，对系统电网电力也大大减少了损害与消耗，增强其寿命，为整个煤矿机电系统做出保障，同时更大大的增强了在煤矿开采中的安全性，减少由于机器事故发生的可能性。科技让生活发展，也更加有利于企业的进步和效率。

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（作者单位：枣庄矿业（集团）有限责任公司田陈煤矿）