变频控制技术在煤矿机电设备中的应用

栗书涛河南神火煤电股份有限公司新庄煤矿 商丘永城 476600



变频控制技术在煤矿机电设备中的应用

栗书涛
河南神火煤电股份有限公司新庄煤矿 商丘永城 476600

[摘要]在矿山能源消耗中，矿山机电设备占据的比重较大，并作为主要的大功率消耗设备得到应用。变频控制技术已逐渐在我国矿山机电设备中得到推广应用，有效地将机电设备的正常使用功耗减少，显著延长了大型机电设备的使用寿命，是机电设备科学技术现代化的重要标志。本文主要分析和研究了矿山机电设备的变频控制技术，旨在通过对变频控制技术的科学分析，实现机电设备整体应用有效的提升。

[关键词]煤矿机械；变频控制技术；应用

近些年来，随着我国科学技术水平的快速发展，变频控制技术作为先进的科学技术手段正被广泛应用于我国煤矿机电设备之上，并取得了骄人的成绩。可以说变频控制技术的应用，不仅在很大程度上提高了我国煤矿企业的生产、加工效率，降低了煤矿企业的生产成本，还进一步做到了煤矿机电设备的节能环保，加强了煤矿企业的市场竞争能力。所以，如何做好变频控制技术在煤矿机电设备中的应用就显得尤为重要。以下笔者即结合个人实践工作经验，对煤矿机电设备的变频控制技术进行粗浅的探讨，以供参考。

一、变频技术的概述

在动力设计过程中，煤矿机电设备在正常使用状态下无需在满载负荷状况下进行长时间工作，为了使设备能够与动力要求相满足，而不会引起能源浪费问题，有必要将变频技术在设备使用过程中得到运用，避免设备有多余的力矩产生，变频技术主要包括点击传动技术、计算机技术以及电力电子技术，是将强弱电与机械设备相结合的综合技术。变频技术的基本原理是将工频电流信号通过半导体元件转换为其他频率，再进一步将转换的工频交流电转换为直流电，依靠逆变器控制调节电压和电流，使机电设备能够达到无级调速。更进一步地讲，煤矿机电设备中的变频技术就是利用电机转速与电流频率之间的同比增长关系，通过改变电流频率来控制电机转速，实现对机电设备的有效合理控制。通过变频技术能够实现对电机的平稳、自动加减速控制，提高电机的工作效率并减小能源消耗。变频器的电路通常分为四个部分，包括整流、直流、逆变和控制部分，各个部分相辅相成，共同控制着电机的工作，共同实现对设备转速的自动、节能、高效控制。

随着全国各地煤矿资源的不断开采，可利用的煤矿资源越来越少，各个煤矿开采企业之间的竞争也越来越激烈，煤炭企业作为用电大户，吨煤电耗已经作为煤矿企业的一项重要经营指标，能否有效提高机械设备的节能效率、减少污染排放在很大程度上决定着企业的综合竞争力。在煤矿机械电设备中融入变频技术是节能减排、提高企业竞争力、保护环境、保证企业长期稳定发展的一项重要举措。在当前煤矿开采作业中，机械设备的用电量占用电总量的70%以上，因此变频技术具有很大的节能潜力，是煤矿开采企业节能减排的关键，在煤矿生产中具有十分重要的意义。

二、变频控制技术在煤矿机电设备中的应用

1.变频控制技术应用于通风机

通风机是依靠机械能增加气体压力并不断排送气体的机械设备，具有噪音低、通风量大、效率高等特点。通风机广泛应用于我国矿山工业领域，可以向矿山作业井下输送大量的新鲜空气，也可以用于矿井工作面的通风和除尘工作，因此，通风机的正常使用对于保证矿山井下作业的安全性非常重要。

将变频控制技术有效应用于矿山通风机设备中，一方面可以实现对风量的精确调节，为矿山井下提供适量的新鲜空气，保证矿山井下作业的安全性；另一方面，通过变频控制技术可以根据井下作业的具体需求调节通风机功率，改变通风量，在保证安全作业的前提下有效降低功耗，避免不必要的资源消耗，同时可以减少通风机的机械损耗，有效延长通风机的使用寿命。将变频控制技术应用于通风机，具有安全、节能的优势，具有一定的现实效益。

2.变频控制技术应用于提升机

提升机是依靠机械能改变重物的势能进行重物运输的大型机械设备，具有功率较大、提升能力较强、运行稳定性高、寿命相对较长等特点，广泛应用于我国矿山工业领域。矿井提升机是通过电机带动钢丝绳移动，从而带动容器在井筒中升降完成矿井运输作业的大型机械设备，主要用于矿山作业中材料和人员运输工作，提升机的正常运行是矿井作业正常进行的必要条件。

将变频控制技术应用于矿井提升机中，一方面可以通过电脑程序控制提升机动力系统，有效改善提升机的转换性能，提高运行和转换的稳定性；另一方面，可以通过程序对提升机运行过程进行精确控制，结合需求改变升降速度，达到节能环保的要求，同时减少运行系统内部的机械磨损，延长提升机的使用寿命。

3.变频控制技术应用于皮带机

皮带机是依靠机械摩擦驱动力带动重物移动从而完成运输任务的机电设备，主要通过电机带动传送带移动而达到运输的目的，具有组成结构相对简单、工作稳定性高、输送物质范围较广、输送能力较强等特点，在我国矿山工业领域应用最为广泛，发挥主要的输送功能。因此，皮带机的总体功率消耗远大于提示机和通风机等基本设备，是矿山大型机电设备中功率消耗最大的机电设备。皮带机在运行过程中需要承受重物压力产生的形变，电机表面会积累大量的热量，加速皮带机的老化。

将变频控制技术应用于皮带机中，可以根据皮带机的负载变化而调节皮带机的运行功率，一方面可以提升皮带机的运行稳定性，减少不必要的因素干扰给皮带机带来的破坏性；另一方面可以在满足输送需求的前提下达到节能环保的要求，同时可以减少不必要的热量带来的老化现象，延长皮带机的使用寿命。

4.变频控制技术应用于渣浆泵

渣浆泵是借助离心驱动力将电能转化为介质的动能和势能的机电设备，具有机械功率较大、功率等级复杂、结构相对复杂等特点，是我国矿山工业领域应用最为广泛的机电设备之一。渣浆泵在矿山工业作业时经常需要长时间不间断运行，功率消耗非常大。

将变频控制技术应用于渣浆泵中具有很大的现实效益，一方面可以改善渣浆泵的加速模式，通过程序控制实现平稳加速，减少启动时对整体电网的冲击力，提升运行时的安全性；另一方面，可以根据负载的变化调节运行功率，在节能环保的同时减少设备的机械损耗，延长设备使用寿命。

三、结语

综上所述，作为先进的科学技术手段，变频控制技术在煤矿机电设备中的应用不仅能够使煤矿机电设备的加工和生产效率提升，而且降低了煤矿企业的生产及加工成本，在很大程度上使煤矿企业的生产、加工环境以及传统的机械作业手段得到改变。所以，加强变频控制技术在煤矿机电设备中的应用，早已成为对煤矿企业现代化生产水平进行衡量的重要手段，因此，进一步加强分析变频技术，对变频控制技术在煤矿机电设备中的应用范围得到扩大，因此值得工作人员深入探讨。

参考文献

[1]王端焕.浅谈煤矿机电设备中变频技术的应用[J].中国高新技术企业,2012(27).

[2]张云飞.变频技术在煤矿机电设备中的应用[J].陕西煤炭,2011(01).

[3]赵志宏.煤矿机电设备变频控制技术[J].中国新技术新产品,2013(14).