变频控制技术在煤矿机电中的应用研究

摘 要：随着国民经济的快速发展，对煤炭资源的需求量也在不断增大，如何提高煤炭行业的开采量，要对开采技术设备进行不断的更新和完善。现阶段，由于我国的煤矿开采技术不够成熟，在一些中小型的煤矿开采企业而言，不仅工作效率低下，同时耗能也较高，作业安全性得不到很好的保障，为了提高煤矿生产效率，提高开采量，在煤矿机电设备中引入变频控制技术，该技术的应用，不仅能够提升工作效率，为煤矿的作业提供了优良的环境，同时能耗也有了降低，这对于煤矿行业的发展起着巨大的推动作用。

关键词：煤矿机电;变频控制技术;节能

由于在煤矿机电设备中能耗较高，这与国家倡导的节能减排不符，所以要从根本上提升机电设备的性能，降低能耗，保障作业的安全性。所以对于变频节能技术的应用显得尤为重要，如何发挥变频节能技术在煤矿机电设备中的作用，是煤矿行业中应该积极探索的课题，文章中从几个方面做了简要的阐述，旨在为相关工作者提供可靠的理论依据。

一、变频控制技术简介及其工作原理

为了倡导节能减排，在煤矿进行开采作业中，煤矿机电设备不能长时间的高负荷运转，所以引入了变频控制技术，该技术的应用完全符合节能减排的要求，保障机电设备的稳定性。变频控制技术的内容包含：计算机技术、电子技术、电机械设备等，几项技术的结合体共同构成了性能较强的新型技术。变频控制技术的工作原理其实就是使交流电先通过半导体，然后变为其它频率，接着再利用相关设备将交流电转化为直流电，最后再利用逆变器实现对电流和电压的调节和控制，这便是机电设备的无极调速，该调速方式可以降低能耗，最大限度的节约能源，与此同时也保护了周围的环境。变频调速技术是能够依照实际的工作量来对速度进行更改和调整，工作负荷高提升速度，反之则降低速度，以这种方式，实现电流频率对电机转速的控制，从而有效的控制煤矿机电设备，保障煤矿开采作业的安全性和稳定性，提高煤矿开采的工作效率。变频技术中的电路有四个部分：整流、直流、控制、逆变，这几个部分相互作用、相辅相成，一起完成对矿山机电设备的控制。机电设备中应用变频技术，可以提高机电设备的各项性能，提高其运行效率，降低能耗，是煤矿行业中不可或缺的技术之一。随着科学技术的不断发展，变频器的功能范围也在不断的扩大，比如数字化、编程、通讯等等，这些都是为变频控制技术在煤矿机电中的应用提供了可靠的依据。

二、煤矿机电设备中变频节能技术的具体应用

（一）在采煤机中的应用

目前，大多数的采煤机设备都是应用变频调速电机的牵引来进行采煤工作的，由于采煤机的工作量较大，应用变频调速电机进行牵引可以有效的降低人工的成本，作业人员可以完成其它的工作，优化了人力资源的配置，在变频调速电机中使用的是四象限变频器调速模块，以便更好的控制牵引的速度。

（二）在提升机中的应用

在煤矿的机电设备中，提升机是煤矿开采的重要机电设备之一，它的使用保障了工作人员的人身安全以及物料的安全。但是传统的提升机在性能上还有所欠缺，如散热不均、能耗高、精确度低等，这些问题都给煤矿开采工作带来了一定的影响，而将变频控制技术应用到提升机中，提升机的整体性能得到了很大的改善，表现在以下几点：第一，变频技术与编程器进行结合，控制了提升机的运行流程，从而提高了其穩定性;第二，提升控制的使用率，大大降低了故障率;第三，编程器可以直接排出故障，节约人工成本，提高工作效率。

（三）在皮带机中的应用

煤矿机电设备中的皮带机的启动过程时间短，一旦皮带的韧性不够，则在系统启动后，会发生皮带断裂的问题，从而影响正常的采煤工作。另外，皮带机在启动后产生的电流较大，时间一长对电网有着非常不利的影响，这个过程产生了严重的安全隐患。在皮带机中采用变频技术，不仅可以改善其原来的运行方式，同时产生的电流也有了大幅下降，保障了作业人员的人身安全。

（四）在通风机中的应用

在煤矿的所有机电设备中，通风机是保证采煤作业的的安全，为采煤工作创造良好的环境，使用传统的通风机设备，其通风的能力较差，但是耗能较高，所以对于深井作业而言，传统通风机电设备并不适用。而引用变频控制技术后，通风的大小可以根据矿井的深度来进行调控，不能能耗有所降低，同时也为作业人员提供了舒适的工作环境。矿井的深度越大，送风压力也随之增大，而通风设备的功率也会变大，在此时应用变频技术，可以快速的提高通风机的功率，为开挖提供良好的作业环境。变频控制技术在实际的作业过程中，会根据施工调节、巷道的变化、深度的变化等来调节风速的的大小，以合理的利用有效的资源。另外，变频技术在通风机中的应用，有效的保护了通风机的功能，延长了使用寿命，降低了人工的维护和检修的成本，最终提高了通风机的工作效率，为采煤工作提供了便利的条件。

三、煤矿机电变频控制技术节能应用发展前景分析

随着科学技术的不断发展，电子技术的发展也取得了显著的成效，变频节能技术的普遍应用不仅节约了电能，同时也在生产工艺上取得了一定的成绩。煤炭能源作为国家能源的重要组成部分之一，其需求量也在逐年增加。煤炭行业应该结合自身的实际情况，借鉴先进的科学技术，改善和调整现有的生产技术，对于机电变频控制技术更要深入研究和分析，积极配合国家的节能减排工作，促进煤矿行业的发展，为煤矿行业的发展提供可靠的技术支持。

参考文献：

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[2]王强.煤矿机电设备变频控制技术[J].科学技术创新，2018（04）.

[3]周伟.变频控制技术在煤矿机电设备中的应用[J].技术与市场，2014（12）.

[4]陈利文.煤矿机电设备中变频器控制技术的应用[J].能源与节能，2016（03）.

作者简介：周川（1985-），男，汉族，河北唐山人，本科，工程师，研究方向：煤矿电气自动化。