变频器在煤矿机械电子工程中的应用探析

刘文林

摘 要：随着社会经济的发展，煤矿企业在煤矿生产中的设备也趋向机械化、电子化、一体化的趋势，我国研究人员逐渐将变频器用于煤矿机械电子工程中，希望提高煤矿生产的效率，降低煤矿企业的生产成本。本文通过对变频器的特点进行分析，探析变频器在煤矿机械电子工程中的应用。

关键词：变频器；煤矿机械；电子工程；应用

1 变频器的概述

1.1变频器的调速原理

变频机的调速原理是根据“电力电子技术”、“电机传动技术”以及“微机技术”三项技术综合研究得出的一种将机电设备中电流进行控制调节的综合性技术。其在运用中根据公式：n=60*f*（1-s）/p进行具体的电流计算，其中f代表电源的运转频率；s代表电动机转动的差率；p代表电动机的极对数，n代表电动机的实际转速。在实际的运用中，当电机的极对数p与电动机转差率s确定时，电动机的实际转速n与电源运转频率f成正比，因此只要改变电源运转的频率f即可改变电动机的实际运转速度n，通过f的不断改变，达到变频器运转速度的改变，根据实际的用电情况进行操作，将会极大的减少机械电子设备的用电消耗，并且较大的提高实际的工作效率。

1.2变频器的节能原理

在变频器的节能原理中涉及泵、风机类设备的负载之间的两种比例。一种是泵、风机类负载中的电流量与设备的转速成正比，通过公式表现为：

另一种则是泵、风机类之间的泵的压力以及风机类负载转动速度的二次方与功率与风机类负载转动速度的三次方成正比，通过公式表现为：

其中Q代表着流量；n代表着转速；则分别代表则实际工作中泵与风机类设备负载的流量、转速以及功率。根据以上的比例以及公式的可知当转速减少时机电设备的电能消耗量呈转速转率的三次方数值减少，及在实际的煤矿生产中，及时的控制煤矿机电设备转速的转率可以有效的减少煤矿电子设备中的耗电情况，这也就是变频器中所利用的节能原理。

1.3变频器在煤矿生产中运用的优点

1.3.1变频器的使用可以极大减少设备的耗电率

变频器主要通过调节电子设备中的电流量以及电压代替之前使用风挡以及阀门对电子设备进行转速调节的方式。两种方式相比较，变频器的使用最低可以节省百分之二十的用电量，目前最高可节省百分之六十的用电量，综合平均可以至少节省百分之三十的用电量。

1.3.2变频器的使用可以降低设备在运用中出现故障的几率

在煤矿生产的实际工作中，变频机的使用可以使提升机的恒加速以及恒减速进行有效的协调，从而可以有效的避免提升机过卷或过放的情况。变频器的使用还可以时电动机完成软起动的操作，软启动的技术可以有效的降低电动机的电能消耗，达到电动机节省能耗的效果。

1.3.3变频器设备的成本低、受益高

在实际的煤矿机械电子设备的运用中，使用变频器可以有效的降低煤矿企业的生产成本，并且促使煤矿企业的煤矿生产效率提升，使煤矿企业可以短时间内收回对变频器使用的成本，提高煤矿企业最终的受益。

2 变频器在煤矿机械电子工程设备中的具体运用

2.1变频器在煤矿采煤机中的运用

采煤机是煤矿生产中的主要生产设备，随着社会经济的发展，煤炭行业对煤矿开采的效率有了更高的要求，在这样的要求下，煤矿企业对自身使用的采煤机提出更加严格的要求。虽然目前采煤机以及将机械、电气、液压三种技术的系统进行融合，使自身成为综合性能较高的机电设备，但是煤矿生产工作环境的实际情况使采煤机在实际的使用中，还会受到许多的影响使采煤机的运行达不到理想的效果，例如：煤炭的冲击、粉层等因素。变频器的使用则可以使采煤机在实际的运用中其运行速度可以控制，根据实际情况调节采煤机的运作效率，提高采煤机的实际工作效率。

2.2变频器在煤矿提升机中的运用

在煤矿生产中必须保障提升机进行安全、可靠的运行，这将直接的关系到煤矿实际的产量与企业的经济效益。变频技术的运用可以对提升机在50赫兹以下的运行进行有效的控制与调节，使提升机的运行顺畅、稳定、快速，并且将提升机在运用中的电子、信号、机械控制融为一体，有效的提高了提升机在实际运用中的安全性，使提升机的操作更加简单快捷。

2.3变频器在煤矿胶带输送机中的运用

煤矿中的胶带输送机是对煤矿生产中所需的原料或是采集的煤炭进行输送的设备。在以往的胶带输送机中运用的是制动器对输送机的运作进行控制，这使得制动器在使用中承受的负荷极大，减少了制动器的使用寿命，增大了煤炭生产中对于制动器的投资。变频器的使用可以有效的缓解这个问题，在实际运用中变频器可以实现胶带输送机的软启动以及软停机操作，这可以极大的减少制动器的负荷，降低企业对于制动器的投资。同时变频器的使用还可以将胶带运输机与煤矿的总控制系统进行联网管理，使胶带运输机在使用中更加的快捷便利。

2.4变频器在煤矿通风机中的运用

通风机是煤矿生产中的重要设备之一，是煤矿生产工作中的“呼吸系统”，所以通风机在煤矿的生产过程中必须保持不间断的运行，这使得通风机的电能消耗极大，并且在对通风机进行启动以及关闭时将会产生较大的电流量，这对通风机中的电动机产生极大的威胁。变频器的使用可以使通风机实现软启动的技术，降低对电动机的威胁。在保障“呼吸系统”的安全运行的基础上有效的降低通风机的电能消耗。

結束语

在煤矿的机械电子工程中使用变频器可以有效的降低煤矿生产中的电能消耗，提高煤矿生产的安全性，促进煤矿企业获得更多的经济效益。在国外变频器的技术已经进行大规模的运用，并且取得十分良好的效果，我国也应该加大对变频器的研究以及推广力度，提高变频器使用的社会效益。