刍议煤矿机电中变频控制技术的应用

尹小虎

(神东煤炭集团榆家梁煤矿,陕西神木 719300)

刍议煤矿机电中变频控制技术的应用

尹小虎

(神东煤炭集团榆家梁煤矿,陕西神木 719300)

在微电子技术飞速发展的带动下,变频控制技术得到了日益广泛的应用,在多个行业和领域都取得了相当的成果,尤其是在煤矿机电中,变频控制技术的应用可以有效提高机电设备的生产效率以及运行的安全性。本文结合变频控制技术的特点,对其在煤矿机电中的应用情况进行简单分析。

煤矿机电 变频控制技术 应用

随着经济的快速发展，我国社会对于能源和资源的需求不断增长，能源问题成为社会各界关注的重点。煤炭资源作为我国应用最为广泛的基础资源，在社会发展中的作用是不可替代的，因此，做好煤炭的开采工作，确保煤矿生产安全，是十分重要的。在煤矿机电中应用变频控制技术，可以有效提高煤矿生产的安全性和可靠性，提升煤矿企业的市场竞争能力。需要相关管理人员的充分重视。

1 变频控制技术概述

变频控制技术，实际是一种机电一体、强弱电混合的综合性技术，是对电传动技术、微电子技术以及电力电子技术的综合应用。变频控制技术的实质，主要是通过电力半导体器件的通断作用，将工频电源转变为另一频率，从而实现对电能的控制。变频控制技术的最佳体现就是变频器，这是一种应用变频技术和微电子技术，通过对电机工作电源频率进行改变，实现控制交流电动机的一种电力控制设备，主要包括整流、滤波、逆变、制动单元、检测单元等组成。

2 煤矿机电中变频控制技术的应用

在煤矿机电中应用变频控制技术，是非常重要的。从当前我国经济的发展情况看，工业化社会的实现，使得社会对于能源的需求量急剧增长，作为基础性资源的煤炭在国民经济中发挥着不可替代的作用。在这种情况下，煤矿资源出现了过量开采的现象，煤矿企业之间的相互竞争也变得愈发激烈。对于企业而言，能否在保证煤炭产量的同时，进一步提高机械设备的使用效率，减少资源的消耗和污染物的排放，是决定企业市场竞争力的关键所在。在煤矿机电中应用变频控制技术，可以有效提高机电设备的运行效率，不仅能够降低企业的生产成本，而且可以实现机电设备的节能减排，提升企业的经济效益和环境效益，进而提高企业的核心竞争力。

这里主要针对变频控制技术在几种常见煤矿机电设备中的应用情况进行分析和探讨。

2.1 通风设备

由于煤矿的开采多是在地下进行，因此，通风机作为煤矿井下通风和除尘系统的重要设备，对于煤矿生产的安全有着不容忽视的作用，直接关系着井下工作人员的人身安全。最近几年，随着市场对于煤炭需求的不断增加，煤矿的开采量不断扩大，对于通风机也提出了更高的要求。在通风机设备中应用变频控制技术，可以根据井下的实际情况，对通风机的风量进行调节，从而在满足氧气输送和通风需求的同时，通过软启动的形式，避免启动电流过大的情况，减少了对于电网设备的冲击，从而减低了风险和事故发生的概率。同时，通过合理的变频控制，可以节约大量的电费，降低企业的生产成本。

2.2 电控绞车系统

通常来讲，电绞车控制系统普遍采用交流绕线式电机串电阻调速系统，电阻的投切利用继电器—交流接触器进行控制。但是在实际应用中，这种控制系统会导致设备运行时间较长，交流接触器主触头极易发生氧化，进而引发设备故障，而且同时，对绞车速度的控制性能相对较差，容易引发各种问题。而变频调控技术在电控绞车系统中的应用，可以将电压波动控制在-15%～+10%之间，频率波动允许范围为±2.5%，输入电源则定位660V、50Hz，输出功率为200kW、频率为0～50Hz并具有连续的可调性。因此，不仅可以在一定程度上增加电控绞车系统的过载能力，使其额定负载在-120% ～+120% 区间内，充分满足设备的运行要求，同时也可以提升自动转矩的低频运转能力，确保了其自身的额定转矩，也增加了对元件过热与欠压等的保护。

2.3 皮带机

皮带机与提升机的功能相似，都是煤矿生产中重要的输送设备，不过与提升机的垂直运输不同，皮带机多是在井下作业，可以实现水平或倾斜运输，是机械化采煤的重要组成部分。从皮带机的运输原理分析，可以发现，该设备主要是通过液力耦合器，实现皮带机的切换，然后依靠摩擦力带动皮带的运动，并利用摩擦力和张力变形，带动皮带上物体的同步运动。这种相对特殊的运输原理，决定了皮带机更适合采用软启动的方式。但是根据相应的数据分析，虽然目前软启动已经在皮带机中得到了广泛的应用，但是在实际启动过程中，皮带机的电机仍然会产生较大的电流，引起电网电压的剧烈波动，不仅会影响其他电网设备的运行安全，而且很容易造成皮带机内部机械的发热和冲击问题，引发相应的设备故障。在皮带机中应用变频控制技术，可以有效解决上述问题，使得皮带机的启动和停止都可以严格按照设定好的曲线运行，在运行过程中也可以根据实际情况，自动实现转差调节以及功率平衡调节，使得皮带机的运行更加稳定、更加可靠、更加安全。

2.4 电控保护系统

电控系统和保护系统在煤矿生产中的作用同样是不容忽视的，直接影响着煤矿的生产安全。在电控保护系统中应用变频控制技术，结合相应的PLC技术，可以有效提升系统的稳定性和可靠性，使得系统具有相应的保护试验功能，确保系统的运行安全。例如，系统中的控制回路与声光信号，具备相应的闭锁功能，在接收到指令信号之前，设备是无法启动的；深度指示装置可以将矿车所处的深度位置以数字的形式直观地显示出来，使得工作人员可以明确自身所处的具体位置，而且即使深度指示失效，系统还可以自动完成断电、停车等功能，有效避免了安全事故的发生。

3 结语

总而言之，在煤矿机电设备中应用变频控制技术，不仅能够进一步提高设备的生产和加工效率，而且可以减少设备在使用过程中造成的能源浪费情况，降低煤矿企业的生产成本，更可以对煤矿的生产环境进行改进，改变传统的机械作业手法，提高煤矿企业的整体生产水平。因此，对于煤矿管理人员而言，应该充分重视起来，加强变频控制技术在煤矿机电中的应用，推动企业的可持续发展。

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