在现代化煤矿企业中应用电力电子技术的探讨

杨欢

摘 要：煤炭资源在我国各领域中广泛应用，经煤矿企业在日常阶段大力开采与生产，能保证煤炭资源使用量的充足性，应用现代化技术手段与配套设施，增强现场作业安全性、可靠性，其中就包括电力电子技术，改变传统化生产方式，推动我国煤矿企业向智能化、机械化方向发展，并把电力电子技术贯穿到煤矿企业中，能为煤炭资源地质勘察、开采、生产等提供有利条件，帮助煤矿企业创造巨大的经济效益。

关键词：煤矿企业;电力电子技术;煤矿生产

引言：

煤炭资源生产阶段所消耗的成本较大，电能功耗比例较高，在新时代发展背景下，我国科技水平不断提升，电力电子技术成为重要产物，在煤矿企业中增大应用力度，在各项工作环节中均能提供有利条件，可减少煤炭资源生产阶段的人员数量，此方面的投资成本有效降低，并增强现场作业安全性，选择机械设备与技术手段创新新型的生产模式，节约能源的同时，还能符合现代化煤矿企业发展要求。

一、电力电子技术内涵分析

电力电子技术，属于一种新兴学科，集电子学、电工原理、自动控制于一体的技术，在现代化煤矿企业内部发展中发挥着重要作用。所选择的电力电子器件基本材料，是以半导体材料为主，依据单晶硅理论基础，在煤炭资源生产工艺技术、工艺质量等提升方面均产生巨大影响。

在近代新型电力电子器件中，微电子学技术也被广泛应用，新兴技术手段在应用时是以“电子学理论”为基础，根据器件特点、使用需求、电能转换等研发电能“转”电路，具备信息处理、内容显示、安全保护、继电接触等条件，在电路分析中就能进行差异性探究，构建多种用途的整机，也就是目前的电力电子装置，有相应的配套设施，在煤炭资源生产中发挥着巨大作用[1]。

二、电力电子技术在现代化煤矿企业中的应用

（一）变频器控制带式输送机

电力电子技术应用十分广泛。矿山开采也不例外，例如煤矿井下经常用到的软启动装置和变频器就是电力的子技术的重要产物，电力电子器件是它们的核心部件。就拿变频器控制的胶带机与全电压直接启动带式输送机对比分析，变频器拖动带式输送机启动、停机程序得到合理优化，主要是设置驱动系统，采用S形曲线启动，增强胶带机启动平稳性。同时，在启动过程中启动电流小，降低了对供电干线电压影响程度，不会对其他并联用电设备运行造成影响;变频调速驱动系统仅从电网吸取功率，就能满足生产需求，可根据实际情况适当调节变频胶带机的电动机转速而改变带速;节能效果突出，是因机械调速方式改变，主要由变频调速装置辅助，在变转矩应用场合下，可节约15%-20%或更多能源;直接启动定速电机启动时，如果供电设备短路整定偏小而在胶带机启动电流的冲击下短路保护可能会跳闸而无法启动，如果将供电设备的短路整定调整到大于电动机启动电流时，当供电线路末端发生短路时产生的最小两相短路电流可能小于短路整定值而无法起到短路保护作用，造成事故。因变频器控制的电动机启动电流小解决决了这一供电难题;如果采用闭环力矩控制，使用1024脉冲与闭环力矩控制技术，可精准获取每台电动机的动态特性、速度精度。再加上变频胶带机启动时皮带速度由慢到快平滑提速，减小对机械部件的冲击，降低安全事故发生率。

（二）电力资源控制

工作要点放在采掘机械中的电力电子技术合理应用方面，分析煤炭资源生产中重要的机械设备也包括采煤机械、掘进机械等，均属于大型装置，在实践阶段发挥着重要作用。虽然此类设备能满足煤炭资源生产需求，但在实践阶段所消耗的电力资源较大，使项目投资成本增大，无法保证煤炭资源生产较大的经济效益[2]。

经电力电子技术的有效应用，提升现代化煤矿企业技术水平与研发能力，主要是對电牵引采煤机的电机功能进行改善，展现出其独特的启动方式，增强电机自身性能、安全性等，符合现代化煤矿企业使用要求，并在设备投入方面无需消耗更高成本，整体技术水平也会显著提升。

（三）变频电机性能强化

电机耗能在煤炭资源生产阶段所占比例较大，尤其是在各类大型设备使用过程中，随着电耗量的持续增加，电机呈现感性负载状态，影响设备功率因数，为设备节能研发与创新提供有利条件。同时。在变频电机节能改进阶段，还需注意电控系统的稳定性、安全性，分析系统中各转子连接也会消耗部分电能，所连接的电阻加速，增大设备维修难度与工作量。

针对此情况，也可应用到电力电子技术，只需优化变频电机的风机结构、强化功能等，就可提升设备运行效率，降低投资成本与维修工作量，设备技术水平显著提高，在此方面降低能耗，并为现代化煤矿企业创造巨大的经济效益。

（四）连采设备技术应用

依然是考虑电力电子技术在现代化煤矿企业中的应用成效，分析煤炭资源开采难度与生产条件，经多项技术手段应用，能在机械设备性能、功能等方面不断创新，能在优化中满足煤矿生产要求。其中就包括连采工作面中的电力电子技术及电力电子器件应用[3]。

首先，久益连采机的牵引电动机用的是变频调速，为交—直—交电压型变频器，整流和逆变都使用IGBT模块来完成。

其次，久益直流牵引梭车，行走使用直流电机，用三相桥式全控整流电路来调速，通过改变加在晶闸管门极触发脉冲出现的时刻，即改变触发角的大小来改三相全控桥整流电路直流输出电压平均值从而改变电机的电压来改变直流电机的转速，这样就起到了改变梭车行走速度的目的了。

最后，DBT488铲车行走牵引直流电动机用的是直流降压斩波电路来调速，通过调节导通占空比来调整供给串励直流电机的电压，从而改变直流电动机的转速，使用的开关元件为IGBT模块。

三、煤矿电力电子技术的发展趋势

与其他发达国家项比较，我国在煤矿电力电子技术研发与应用方面起步较晚，虽然在技术水平方面会与发达国家有一定差距，但也有巨大的创新空间，在思维理念、技术手段、研发等方面不受限制，主体核心放在研发具备自主知识产权的煤矿开采技术、配套设施等方面。再加上计算机设备专家机制创建，强化设备性能，结合工作内容及使用需求，可在设备中增设通讯功能，便于对煤炭开采及生产工作进行综合化、自动化的管控，最大化地满足现代化煤矿企业创新发展需求。尤其是在井下作业时，在现场作业前能借助新技术、新设备开展勘察工作，并把勘察工作所获取的信息数据及时回传与记录，经其他部门获取信息数据后详细分析，既能对井下作业情况及实际条件全面掌握，又能降低井下作业风险，为作业方案、安全管控措施等编制均提供有利条件，并把煤矿机器人设定为煤矿机电一体化技的研究重点。

从电力电子技术自身特点方面探究，其有较强的适应性、较高安全性，在实践应用中能最大化地满足作业需求，提升现场作业质量与效率，均能突出此项技术独有的特点与优势，使其在现代化煤矿企业中广泛应用，成为煤炭资源生产中必不可少的基础条件，降低人员工作强度的同时，还能显著提升煤炭资源生产能力、技术水平，保证煤炭资源生产项目巨大的经济、社会效益[4]。

例如：某现代化煤矿企业就对此项技术应用引起重视，并对此方面的人才加大培训与管理力度，在矿井照明装置中应用电力电子技术，开发低成本、性能先进、可靠性突出的电子整流器;或者是高频逆变式镇流器，均关系到煤炭资源生产设备节能效果，推动现代化煤矿企业持续发展。

结语：

基于新时代背景下，现代化煤矿企业在电力电子技术应用方面引起重视，依据自身发展现状及煤炭资源生产效益全面分析，借助先进的技术手段改造输送机、控制电力资源、强化变频电机性能、提升采掘设备技术水平等，在实践中对常规问题持续分析，能编制完善的管理制度与措施，满足井下作业需求，保证社会效益、经济效益最大化。在此基础上，还能增强现代化煤矿企业综合能力，具备较强的创新意识与能力，善于自主研发与创新，在各项技术手段正确应用下，稳定企业在行业中的发展地位。

参考文献：

[1]李欢.煤矿电力系统有效利用技术优化及效果分析[J].电子元器件与信息技术，2020，4（05）：135-136.

[2]梁伟.电力电子技术在煤矿企业生产中的应用[J].电子技术与软件工程，2019，68（09）：225-225.

[3]钱成龙.电力电子技术与煤炭企业电力节能技术的应用[J].电子技术与软件工程，2019，32（09）：229-229.

[4]赵纯宝.煤矿机电技术分析[J].中国新技术新产品，2018，6（13）：44-45.