变频技术在现代煤矿机电工程中的应用

文/任昕亮

社会发展对煤炭的需求与日俱增，但是相对应煤炭行业的利润也随之下降。在激烈的竞争环境当中，煤矿企业对于煤矿资源的开采方式更加趋向于自动化，而在煤矿企业进行自动化开采的进程当中，变频技术的使用会就其开采过程的安全性方面起到重要的作用，在保证安全的前提之下，煤矿企业可以合理的控制自身生产成本，不断提升自身的综合实力。而虽然将变频技术应用到煤矿生产中将节省大量的能耗和成本，但是该技术的发展还有很大的提升空间。

1 变频技术应用的初步认识

变频技术不仅能够在煤炭行业广泛使用，在很多行业也有巨大的前景。但无论如何其最关键的设备就是变频器，这和三相异步电机密切相关。煤炭作为不可再生资源已经无法长期满足人类的巨大需求，更有效率的开采成为行业发展的必然要求。同时，公司也应该有强烈的忧患意识，居安思危，采用先进的开采技术，降低能耗。所以，广泛的采用变频技术成为行业的必然选择。既可以节省电力的消耗，也可以降低对环境的影响。其次，在变频技术的作用下赋予煤矿机电设备一定的自动化效果。可以通过变频器自主调节工作的参数，将设备的运行调整到最佳的状态。

而变频技术在工作当中主要工作原理是将系统中的工频电流转化为直流电压，这些直流电压在进行一系列转变之后，通过形成相应的频率，最终产生交流电压支持电机的运转。在当前的煤矿机电工程当中，合理对变频技术进行使用，不仅提高了煤矿资源开采人员的人身安全性能，并且对于在工作过程当中使用的机械设备，也可以有效降低其负荷，最终对煤矿企业产生更高的经济效益形成一定的影响。

2 变频技术的应用迫在眉睫

（1）目前我国进行经济去杠杆，淘汰过剩的产能，很多高耗能企业面临淘汰重组，煤炭行业经过很多年粗放的发展已经进入了逐渐良性发展的轨道；

（2）新能源经济成为未来发展的趋势，意味着其必然取代传统的煤炭行业的部分地位；然后，在不可再生资源日益减少的今天，节约使用、高效开采成为全民的共识，同时也是行业发展的必然要求。

（3）市场竞争日益激烈的今天，企业要想在市场上始终占有一席之地，必须不断对自身实力进行优化提升，通过不断发展的新兴技术来提升自己的核心竞争力，防止被市场淘汰。

对此，煤矿资源开采的企业必须对市场进行深入了解，在不断变化的市场环境当中选择最适合自身发展的道路，采用以变频技术为代表的新技术必然是煤矿机电工程的选择，只有通过不断改进自身开采过程当中的技术能力，煤矿企业才能在有效降低自身成本费用的前提之下，获得较之行业其他竞争对手更为高额的利润，使企业不断增添新的活力，长期发展下去。

3 变频技术在煤矿机电工程的应用

3.1 变频技术在空气压缩机中的运用

在传统的实践中主要通过空气压缩机给煤矿风动机提供动力，导致电机一直处于工作的转态。其次，压缩机需要通过控制调节压力的大小。所以，气体含量小于实际需要的含量时，空气压缩机一直处于高频率的运行状态，严重影响电网其他设备的正常使用。但是在技术的加持下这种状况会极大地改变，可以实时监控设备的运行，不断调整电极的用气量，从而可以有效控制设备的运转速度，减少空气压缩机的运转频率，提升效率。并且在煤矿资源开采中期，对于其施工的实际操作难度会要求更高，操作过程也会非常复杂，再次过程当中，机器设备出现故障的时候，空气压缩机往往会由于机器设备维修难度较高、长时间处于不工作状态而闲置在现场，这就造成了在煤矿资源的开采过程当中，出现了大量的资源浪费现象，空气压缩机的使用率也会明显降低。对此，在空气压缩机当中使用变频技术便可以有效避免这一现象的发生，起到良好的节能效果。

3.2 变频技术在采煤机中的应用

采煤机在这个系统中的作用至关重要，出现故障影响整体的运行，通过变频技术不仅可以降低采煤机事故的次数，而且在煤矿机电工程当中，可以大幅度降低电量使用，从而进一步降低在此过程当中的机械成本以及制造成本，为企业获得更高的经济利润产生积极的影响。因为变频技术可以通过能量回馈达到节电的目的，还可以牵引采煤机的运行。其次，还可以通过逆变电路和交流电的相互作用，大量节省用电。

3.3 变频技术在煤矿资源开采人员安全方面的应用

变频技术在煤矿风机中的运用对煤矿企业来说通风设备关系人员的安全，一直处于工作的状态。但是随着开采深度增加，煤矿风机的功率也随之增加。煤矿风机的安全可靠以及节电成为重要的考虑因素。现实中由于通风的设计不尽相同，后期的维护和更新难度也有所差异，并且在维护过程中通风设备处于短暂的闲置状态，得不到合理的运用，而且长期闲置会严重威胁工作人员的生命安全。但是变频技术的使用会很好地改善这种不合理的状态，因为变频技术和风机的组合可以减少重复的作业，而且对煤矿的通风问题也可以很好地解决。主要得益于变频技术很好地解决通风、效率以及人员的安全之间的关系。

3.4 在矿井机提升机中的运用

矿井提升机的工作条件极为复杂，设备的可靠性、人员的安全以及生产的效率都必须得到保证。但是矿井提升机一直处于不断启停状态，设备的磨损比较严重，使用的年限也会大大降低。但是变频技术的使用可以动态监测工作的状态，对启停、加速、减速合理的控制，减少机械之间的相互冲击。因此，人员可以根据工作的需要进行转速的控制。

3.5 在皮带输送机中的运用

皮带输送机是常用的运输设备，以往主要有相应的电机带动皮带的运转实现煤炭的运送，但是借助液力耦合器进行启动严重影响电力的稳定，皮带的严重磨损增加后期的维护成本。但是变频技术很好地改善了这一状况，无需借助液力耦合器实现启动，实时监测皮带的运行状态、表面的张力。所以，对整个电力的稳定和皮带的磨损都有很好的改善作用。

3.6 在水泵中的运用

和我们常见的水泵有所不同的是煤矿中的水泵不仅可以实现液体的抽取，还可以进行增压的工作。水泵在长期的运行中出现电能的极大消耗和设备磨损是常见的现象，但是通过变频技术的运用可以很好地控制额定的运行限度，合理的开始运转速度和启停时间，从而降低运行的故障。

3.7 在皮带设备中的应用

在煤矿企业机电工程实践当中，往往会有很多环节需要使用皮带设备。煤矿资源的开采过程会通常是在井下进行，对于工作人员开采的煤矿资源，需要进行长达几百米的传输，而在这一传输过程当中，传输机设备通常很大程度依赖于皮带设备。在皮带运输机启动之时，通常需要较大的瞬时电压对其进行启动，如果运输机设备启动时需要的这一瞬时电压未能得到较好的控制，那么运输机当中的一些元件设备便会产生一定的损耗，长此以往会对煤矿资源的开采过程的顺利进行产生不利影响，浪费煤矿企业对资源开采时所消耗的人力以及机械成本。而皮带运输机在启动之后，虽然之后的传输工作依靠于皮带与滚筒之间摩擦产生的作用力来进行，但是在这一过程当中，摩擦会产生大量的热量，皮带的热度会不断升高。如果不能及时对这些热量进行释放疏散，不仅皮带的质量会受到影响，而且在长期的工作之后，皮带的磨损会对煤矿资源的开采过程留下非常重大的安全隐患。对此，变频技术的使用便有效解决了皮带传输机在工作过程当中可能出现的上述问题，从控制启动时的电流以及减少传输过程中摩擦产生的热量两个方面着手，在解决上述问题的同时进一步提升皮带运输机的使用寿命。

4 结束语

社会的发展必然是机械取代人工的一个过程。机械设备的应用将在社会各个角落，但是如何合理的使用机械就是我们必须认真考虑的话题。因为资源的有限性和人类发展持续性的客观现实，要求人们不断改进技术、节约资源、降低能耗。其次，每个行业有其自身的发展规律，在尊重规律的基础上合理的布局、着眼未来才有出路。变频技术在现代煤矿机电工程中的应用就是很好地体现。煤矿行业的发展早已不是粗放的发展模式，必须有新技术的加入才符合目前的发展现实。变频技术的使用就很好地迎合了现实生产发展的需求，既可以为社会牟利，也可以为自身的发展增强竞争力。所以，通过变频技术合理的调整生产的各个环节，减少不必要的消耗，使各个环节合理配合，达到生产效率的最大化。