变频技术在煤矿机电设备当中的运用

张斌

摘要：现代的煤矿开采工作中，需要大量的机械设备应用，而现代设备需要大量的电力支持，为了更好的利用电力，减少消耗，一方面迎合我国可持续发展理念，另外一方面也对于经济效益有所帮助。煤矿行业为了更好的帮助自身得到发展，更加需要对变频技术有所认识，合理的应用该项技术，帮助自身得到更好的进步。

关键词：变频技术;煤矿机电设备运用

随着煤矿企业的不断发展，在生产规模不断扩大的同时，机电设备在煤矿企业中的应用也开始变得广泛，因此为了促进煤炭企业地发展，就需要在传统机电设备的基础上应用变频技术，实现生产设备的升级转型，提升企业发展动力。

1变频技术的主要定义

一般来说，变频技术主要是针对电流频率的技术进行改变，而变频器就是一种针对变频技术进行实现的控制装置。而一般的变频器构成都比较复杂，主要包括键盘、电脑控制主板以及电容等等器件。通过合理的结合，可以使得变频器逐步改变电流频率。而从前所应用的电气设备中，对于电流频率是无法实现改变的，在相关设备运转时，转速也无法实现改变，这就使得设备寿命不断减少，电能也得到了浪费，而通过变频技术可以对于以上的问题进行有效的解决。原因在于可以针对设备实现运转速度的转变，可以根据企业的生产需求实现设备的合理调节，逐步实现电气设备整体技术含量的提升。

2煤矿机电设备中变频技术的具体应用

2.1变频技术在提升机中的应用

要想提升开采工作的效率，就需要不断优化提升机的整体性能。调查研究发现，传统的提升机主要借助于转子串接电阻调速来调节速度，结合转子串接电阻值和机械闸的操作，来控制速度，满足相关要求。但是，这种方式需要耗费大量的电力，且很容易磨损闸瓦，操作人员很容易出现问题，不容易保证其安全性和可靠性。同時，这种调速方式属于有级调速，会有较强的机械冲击发生于加速或者减速过程中，这样就影响到系统运行的稳定性，同时，维修工作量也会大大增加，提升机使用寿命遭到缩短。而变频调速则不需要操作制动闸，只需要对电机定子电源频率进行改变，就可以有效控制速度。因为有正相关关系存在于电机功率和电源频率之间，那么对电源频率进行改变，不仅可以控制速度，电能资源也可以得到有效节约，根据测试表明，节约幅度可以超过35%。此外，变频调速技术的运用，还可以连续改变频率，无级调速得到实现，最小频率状况下，也可以输出最大转矩，这样就最大限度减少了惯性带来的电气与机械冲击，使系统整体运行平稳。

2.2变频技术在皮带机中的应用

皮带机在煤矿生产中通过电机产生动力牵动皮带运转，将皮带上矿料以皮带运输。皮带运转依靠滚筒、皮带摩擦力，在皮带机启动时需要足够的电流才能使皮带运转，因此在启动过程中会占用很大功率，不利于降低能源消耗目标的实现。国内大部分的煤矿皮带机以液力耦合器实现皮带机软启动。因为启动时会产生较大的电机电流，导致电路电压不稳定，很容易损坏皮带。此外，因为会有大量热量产生于耦合器工作过程中，这样就显著提升了机器内部的油温，机械磨损遭到加剧，威胁机器设备使用安全。通过将变频技术运用到皮带机中，设备软启动功能得到实现，可以促使设备更加稳定的运行和起停。相对传统的耦合器来说，大大提高了能源的利用效率，有效地减少了能源的消耗。与此同时，还大大节约了设备维护修理的费用，能够切实保障煤矿企业的经济效益。

2.3变频技术在水泵中的应用

水流量对于煤矿的正常开采，也会产生较大的作用，过去往往通过调节水泵的阀门，来实现水流量调节的目的。但这种模式容易对水泵电机工作的持续性和稳定性造成影响，很容易导致各类故障问题的出现。那么，就需要积极运用变频技术。实践表明，通过变频技术的运用，排水量不变情况下，可以显著降低水泵的电机功率和电流。借助于变频技术能够对水泵起停自由控制，结合工作需求，来对电机转速科学控制，这样水泵的空转时长就得到了有效减少，设备起停次数减少，能源资源得到有效节约。同时，还可以有效降低水泵电机设备的损坏，显著提升其耐久度，水泵维护次数和成本得到降低，延长了水泵电机设备的使用寿命。

2.4变频技术在风机设备中的应用

在变频调节下，风机有更为显著的节能效果，工作人员只需要对电机转速进行调整，就可以实现性能曲线改变的目的;工艺要求不仅可以得到满足，还可以促使风机时刻保持高效运行的状态，显著降低了风机运行的功率。在煤矿开采作业中，通风机起着举足轻重的作用，能够为井下作业的人员提供充足的氧气，保证煤矿开采人员的安全。因为煤矿开采作业的工作量比较大，作业人员需要长时间的待在井下作业，因袭通风系统要一直运转，并随着开采深度的不断增大而不断增大。通风系统运转速度越快，其消耗的能量就会越多。且通风机在启动的过程中同样需要耗费大量的电流，对电网设备造成摩擦和损坏，而通过变频技术的使用，则可以有效控制通风机的转速，促使电能消耗得到减少，同时通风软启动功能得到实现，促使风机的使用寿命得到有效延长。

2.5变频节能技术在采煤机中的应用

在煤矿生产过程中，如果采煤机无法正常运行，将会直接终止煤矿生产线的正常生产。因为采煤机要在十分恶劣的环境下运行，因此选择的设备就需要具备优越性能和良好质量。近些年来，虽然有效增强了采煤机的整体功能，但却更容易出现各类故障，影响到企业生产的安全性。而通过运用变频技术，则可以有效解决这个问题。现阶段，采煤机已经开始运用交流传动和控制技术，采煤机牵引力也由交流电替代了以前的液压，同时开始大范围的运用变频器，这样显著提升了启动扭矩。研究发现，一般有一拖一和一拖二两种牵引拖动模式，一拖一系统运用较为广泛，我国经过不断的革新发展，目前能量回馈型四象限运行的交流变频调速技术日趋成熟。实践表明，通过运用变频调速技术，传统采煤机的各项问题得到了有效解决，在大倾角工作面作业时，能够对采煤机的制动力矩有效调整，且不需要改变牵引力，安全事故的发生几率得到了有效的降低。

2.6变频技术在机电设备胶带输送机中的具体应用

胶带输送机的特点主要有高电压以及大功率，在煤炭运输过程中有着不可替代的重要作用。针对胶带输送机的重要性，在工作过程中就会要求设备性能的先进性，从而实现煤炭运输工作的顺利开展。而在以往的运输过程中，胶带输送机空载以及轻载的情况时有发生，造成电能的大量耗费，资源浪费现象比较严重。除此以外，在一部分的皮带输送机中，液力耦合器是经常使用的软启动装置，这种装置的弊端就是电机失控状况会比较常见，输送机设备会增加损坏的程度。而通过应用变频技术，胶带输送机可以有效地解决以上这些问题，一些煤炭企业通过在实际工作生产中结合四象限变频调速技术，得到了明显的效果，技术的应用增加了输送机的保护作用，电机失控问题得以控制，故障发生的数量以及概率都有所降低，设备的使用寿命也得以增加。此外，还可以逐步提升输送机的运行效率，减少设备运行过程中对于电能的损耗，具有令人满意的节能效果。

结语

变频技术是高新技术的产物，它的诞生极大地方便了对交流电动机的调速控制，在我国工业领域已经有了比较大规模的应用，但是在煤矿机电设备中的应用还稍显不足。很多煤矿机电设备都有频繁的启停环节，而且有很多设备都有调速要求。变频技术的引入可以很好地解决这些问题，不仅给企业节省了很多的电能消耗，还使设备运行得更加平稳，大大延长了设备的使用寿命。

参考文献

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[2]韩三彩。高压变频器在煤矿主通风机设备上的应用[J].能源与节能，2015（9）：146-147.