煤矿机电设备中变频技术的运用

王 占

（鄂托克前旗长城三号矿业有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 016299）

变频技术在许多电器中的应用都非常广泛，使用变频技术可以有效降低电器的耗能。在煤矿开采的过程中使用变频技术，将之应用到开采使用的机器设备中，可以有效节省电能使用，提高机器的使用效率。例如，煤矿开采中使用的风机等机电设备中应用变频技术不仅能节省耗能，还能保障在矿井以及开采地点的正常使用，避免由于机器出现故障造成开采工作受到影响。这也直接推动了变频技术在我国煤矿行业中的应用与发展，大大提升了煤矿开采工作的效率。

1 变频技术的作用及工作原理

1.1 变频技术的实际作用

变频技术顾名思义，就是通过一定技术使得机器在工作时，可以根据工作环境以及机器工作强度等影响因素，适当自动调节机器的运行状况及其耗能情况。由此可见，变频技术主要包括两类的主要功能——变频和节能。以上两项主要功能也是带动变频技术在现代工业生活中具有广泛应用的主要动力。从变频的功能来看，在煤矿开采行业中，由于工作环境比较复杂，因此在使用机器时往往会根据开采地形以及矿井等对机器进行控制，甚至经常会紧急制动。这样的操作不仅影响工作人员的工作进度，而且长期进行此类操作，对机器的损伤极大。将变频技术应用到煤矿机电设备中，可以更加灵活简便地对机器设备进行工作调整，这样不仅不会影响机器的正常使用，还能有效提升工作人员的工作效率。从节能功能的角度来看，开采煤矿中使用的各种机器在使用变频技术前，其调节方式是仅将机器工作中断调节工作状态，这样只能简单地调节机器的工作输出量，却不能相应的节省电能的使用情况。因此，这会造成大量的电能损耗，导致资金成本浪费。应用变频技术后，可以通过变频技术自动调节电能的输出量，从而改变机器的工作状态，这样可以切断电能浪费的根本，有效提升电能使用率。

1.2 变频技术的工作原理

变频技术的主要工作原理是通过线路中交直流电的更换实现电流频率的变化，但是，变频技术中的电流频率变化并不会引发电能的变化。在机器工作过程中，电流频率的变化以及交直流电的相互转化会极大地减少电能的浪费，将变化的电流输送到机器中以支撑机器工作，可以有效节省机器工作中浪费的但能，实现节能效果。

2 变频技术在煤矿机电设备中的应用现状

煤矿开采工作中，会使用很多机器协助开采。其中，风机可以保障矿井中的空气正常流通，为工作人员提供正常流通的氧气；水泵可以将开采过程中的积水顺利泵出，以保障矿井中没有杂质干扰开采；升降机可以将开采中的土壤及矿石等运送到地面上。这些机电设设备等都是煤矿开采工作中必要的设备，而将变频技术应用到这些设备中，能够有效控制电流的输送状况，减少由于工作环境的变化造成电能浪费，大大提升电能的利用率。使用变频技术，还能改善机器的操作功能，使得机器更加自动化，不会由于人工操作不当以及强制改变其工作状态损害机器，能够适当延长机器的使用寿命。

目前，我国大多数行业都开始应用变频技术，在煤矿开采行业中，也有不少企业开始逐渐将变频技术应用到煤矿机电设备中，这直接提高了我国煤矿开采行业的工作效率，还能为所有工作人员的生命安全作出有效保障。煤矿开采行业中应用变频技术，能极大程度上促进我国煤矿行业的进步与发展，使得我国煤矿行业在世界范围内占据非常重要的位置，间接促进我国社会经济的发展与进步。此外，由于大多数煤矿行业都开始应用变频技术，一些小型的企业也认识到变频技术的应用优势，并通过学习与考察将变频技术应用到自己企业开采煤矿的工作中，使得原本落后的机器焕然一新，带动煤矿行业的技术建设与发展。

3 变频技术在煤矿机电设备中的应用要点

3.1 变频技术在皮带机中的应用

皮带机作为煤矿开采行业中非常重要的运输工具，其在开采过程中经常被用到。在皮带机工作时，由皮带带动轮车进行位移，将车中的材料运输到指定地点。通过使用皮带机，能够大大提升工作效率，形成比较完善的运输系统。但是，在皮带机启动过程中，需要在启动瞬间带动整个系统进行转动和工作，因此，皮带机的启动需要耗费大量电能。这些电能并未完全被皮带机使用，而是在启动后就被浪费。同时，启动过程中皮带开始缓慢转动，但是由于启动瞬间电能骤增皮带受到影响极容易发生断裂，液力耦合器在启动瞬间也会由于启动产生大量的热能，这些热能会严重影响皮带机的正常工作，长期工作后会造成机器的损伤。将变频技术应用到皮带机中，可以在启动瞬间减少电能的损耗，平缓的电能输出使皮带机开始运行，通过这样的方式能够有效提升皮带机的使用寿命和提升工作效率。

3.2 变频技术在采煤机中的应用

采煤机是煤矿开采工作中必须使用的重要机器之一，开采人员使用的开采工具，因此采煤机通常需要最恶劣的工作环境下工作。由于矿井中的照明条件以及通风状况不够良好，因此在采煤机工作时容易出现机器受潮等故障，严重时还会由于导线的漏电造成火灾爆炸等，这样的故障严重威胁着一线开采人员的生命安全。为解决这样的事故，减少采煤机发生故障的概率，有效保障矿井汇总煤矿开采人员的生命安全和财产安全，要将变频技术应用到采煤机中。与传统采煤机相比，同一时间内变频采煤机能够挖掘更多煤矿，其开采质量也得到很大程度的提升。另外，变频技术下的采煤机，减少了由于电流控制不当造成的安全事故以及机器故障，能保障人们的生命安全，减少维修机器使用的资金成本。

3.3 变频技术在风机中的应用

风机在煤矿开采过程中的作用，就是保障矿井中的空气正常流通，保障地下工作人员的生命安全。在风机工作过程中，随着矿井深度不断变化，矿井中的氧气浓度也在相应发生变化，工作人员需要在矿井深度加深、氧气浓度越发稀薄时更换不同工作效率的风机，而不断地开启、关闭风机会造成严重的电能浪费现象。另外，矿井内部空气的流通需要多台风机同时工作才能确保有足够的氧气，这样在工作中可能会由于频繁开更换风机规模而造成工作人员的工作效率降低。在风机中应用变频技术，可以自动调节风机的工作频率，使矿井深度不断变化时不需要频繁更换风机，且能在不影响矿井正常工作的基础上有效节省电能。

3.4 变频技术在水泵中的应用

矿井开采过程中，随着矿井深度不断增加，难免会遇到一些地下水的流经路线，若开采中不小心将地下水的流经路线截断，就会在矿井中积累大量地下水。此时若不及时处理这些地下水，这些地下水渗透到井壁上时就可能会造成矿井塌方，对工作人员的生命安全有非常大的威胁。同时，地下水具有一定的导电性，而地下作业工作时需要用到导电线路，若导线的某部位裸露在空气中，一旦与地下水一经接触，就会立即发出电流，这时矿井中的工作人员就会有触电危险。而且，若电流过大，甚至还会造成严重的爆炸事故。因此，水泵的作用被凸显，将地下水通过水泵从地下泵出，可以有效保障矿井中的安全的工作环境。水泵在工作过程中必须保持长期运行，该过程对电能的消耗极大。将变频技术应用到水泵中，根据泵水数量适当调节水泵的工作效率，这样可以保障在泵水较少时最大限度地节省电能。

3.5 变频技术在提升机中的应用

提升机是煤矿开采工作中关键性的运输设备，其主要功能是将大型机器等从地面运输到地下。由于大型开采设备的重力较大，并且提升机本身工作所需要的功率也较大，因此在提升机启动时可能会出现许多问题。首先，在矿井中需要随时改变提升机的运输速度，而改变运输速度需要通过安装设置不同的电阻来确保提升机的运输速度发生变化，这样就会造成由于电阻过大引发的电能浪费。其次，通过电阻改变通过的电流，从而改变运输速度，在此过程中，提升机本身也会受到一定程度的损伤，长期工作会造成提升机故障。将变频技术应用到提升机的工作中，可以有效减少上述问题的发生，变频功能代替电阻改变电流，从根本上控制电流的输出，从而达到节能效果。变频提升机在工作时就能够根据运输速度控制电流输出，使得提升机的工作状态比较稳定，从而提升其使用寿命。

4 结束语

煤矿机电设备中对变频技术的应用范围越来越广泛，目前我国不少煤矿开采团队都已经基本实现了变频技术的初步应用，为其工作效率的提升与工作人员的生命安全提供了巨大的保障。在各类型的煤矿机电设备中应用变频技术，可以提升该设备的工作效率，对整个开采行业都具有非常关键的作用，对于提升我国煤矿开采技术在世界范围内的影响力也有极为关键的作用。