煤矿机电变频控制技术与节能的分析

煤矿机电变频控制技术与节能的分析

唐强强邵珠振

（肥城矿业集团单县能源有限责任公司山东省菏泽市274300）

摘要：中国煤矿资源丰富，国内煤矿数量较多，因此，在开展煤矿开采工作时会使用大量机电设备，如通风机、皮带机、提升机等。而变频控制技术在这些机电设备中应用可以有效提升煤矿开采工作的质量与效率，促进中国煤矿行业快速发展。在中国倡导节能、环保的今天，煤矿行业要想实现安全、节能，就应该加强对变频控制技术的应用，实现煤炭机电设备的节能减排效果，提升煤矿能源的使用率，使企业获得良好的经济效益。

关键词：煤矿机电；变频控制技术；节能分析

1变频技术的使用原理与发展前景

交流变频调速技术中涵盖了电力电子技术、微机技术和电机传动技术的三个分支，并将机电和强弱电的原理进行结合从而发展的新型技术。主要通过具备通断作用电力半导体以交流电和直流电压的转换实现工频电源发生频率转化的控制作用，以达到交流电机在驱动电源后具备了可调节的电压和频率转换手段，促使逆变器与整流桥相结合而产生的新型工作原理，使之在工作摒弃了传统的附加转差损耗调速装置，从而让导出频率更加稳定不会出现电压失稳的情况，也避免了矿区工作时出现意外的可能性，所以凭借这种优势让变频技术在当前能源危及社会中占据了一席地位，更让全世界看到了它本身具备的电机自动和速率改变功能优势，对工作效率的提高更促进了我国煤矿产业开采的发展，同时更让变频理论成了资源节约的现状中更加值得探讨的课题。

与此同时，功率器件的构造改变，使得变频器在实际操作中具备了更多的领域扩展可能性，其中因为智能功率模块的建立，让转矩直接控制和矢量控制的技术为变频器理论控制提供了强有力的根基，使得矿区工程中具备了更多的功率变频手段来改变现有工作环境。同时我国在人工神经网络工程学和模糊自动化控制的领域的突破，更能够为变频器的控制提供便利条件，促使研究方向有了自动化管控的趋势，更促进了我国矿业开采的传统构建模式向信息化矿区前进的道路。

2煤矿机电变频控制技术的节能方法

2.1应用在提升机中

在煤矿开采的过程中，提升机发挥着重要的作用，实际上就是将煤矿开采工作所需的物料、人员安全的传运到指定位置。就传统的运行技术而言，其控制方式主要就是调节金属的电阻，在接触器或鼓型控制器将电源切断，从而实现调节提升机速度的目的。但是，这样的控制方式存在一定缺陷，即在提升机运行的过程中，会消耗大量的电阻，很容易发生散热困难等问题，加之电阻调速的具体范围较小，无法保证调节的精度。对此，将变频控制及时应用在提升机中，能够使提升机的运行速度得到精准的控制，弥补传统控制方式存在的不足，保证提升机能够在平稳的前提下实现加速、减速，全面提升煤矿机电系统的性能，实现节能的目的。将变频控制系统应用在提升机中，其具体方式如下。

（1）在应用的过程中，将编程器与变频控制技术结合起来，同时编制具体的指令，调整变频控制的形式，并且有效地控制了电控系统中继电器存在的逻辑关系。同时，将变频控制器应用在提升机中，还能够将电路图、梯形图等进行准确的转换，保证提升机稳定运行。

（2）将变频控制技术应用在提升机中，仅仅需要使用少量的外部线路便可以控制继电器，而这样的方式能够有效减少机电中的继电器数量，从而进一步改善了提升机中故障多、空间小等问题，为机电的运行提供良好的环境。

（3）在处理提升机的故障时，能够通过触摸屏、编程器对故障进行全面排查，操作方式简单、便捷，能够使工作人员全方位地掌握电器、机械存在的故障。

2.2煤矿机电变频控制技术在通风机的应用与节能

在煤矿开采过程中，通风机是煤矿开采中的重要组成部分，是矿井作业中不可缺少的通风设备，对矿井作业开采工作质量与效率来说起到了非常重要的作用。再加上煤矿作业在实际开采过程中需要较长的工作时间，煤矿深度与开采工作压力逐渐增加，对通风机设备的质量要求也越来越高。变频控制技术在煤矿通风机中的应用可以根据煤矿开采工作需求将通风机设备进行调节、控制，改变风量大小，减少能源、资源损耗，实现节能损耗。另外，变频控制技术在煤矿通风机设备中的应用还可以避免其在运行时发生安全故障，做好风力强度的控制工作，延长设备的使用寿命，将设备真正的价值体现出来。

2.3应用在皮带机中

在煤矿的开采、生产等环节中，皮带机的能耗要远远大于提升机在运行中的能耗，主要就是通过绕线电机经转子绕组以后，将皮带机进行降压启动并以工频的方式运行，然后通过液压耦合器将电流切换至皮带机。具体而言，煤矿中的皮带机主要采用的是转子串接电阻、减压空载启动的方式来改善运行中的转矩，加之机电启动的时间较短，如果皮带自身的韧性不符合启动、运行的要求，那么经过一段时间的运行以后，就会直接影响皮带的性能，甚至发生皮带断裂等问题。

对此，将变频控制技术应用皮带机中，能够使其实现“软器”、“软停”的目的，进而弥补皮带机在传统控制方式中存在的不足，例如：在启动皮带机的过程中，通常会产生较大的电流，使得设备内部发热、发烫，严重的情况下会强烈的波动电网电压，产生大量的能耗；当液力耦合器处于运行的状态时，其内部的油温升高的速度较快，并且增加各个各部之间的摩擦，影响设备的使用效果等。通过应用变频控制技术，能够保证皮带在稳定的环境中运行，提高皮带自身的性能。在工作频率、力矩等方面，设备能够结合当前煤矿的需求，适当的调节、改变自身的负荷，不仅安全高效，还能够有效降低设备的能耗。在煤矿机电的运行中，变频控制技术能够更加充分的发挥皮带机自身的能量回馈功能，进而增强机电设备自身的节能效果，并且延长设备的使用寿命，降低检修方面的成本支出。

2.4煤矿机电变频控制技术在煤矿水泵中的应用与节能

变频控制技术在矿区液用泵与供水泵中的应用可以保证整个水泵可以安全、稳定运行，加强对供水泵运行全过程的控制，保证其在运行时抽水泵可以处于稳定、平滑的状态，增加整个煤矿开采工作的灵活性，提升开采工作的质量与效率，避免其在运行时出现水泵摩擦的现象。变频控制技术在水泵设备中的应用可以避免在运行时造成对设备的冲击现象，保证操作人员的生命财产安全，从而延长设备的使用寿命。

2.5变频控制技术在井下绞车控制中的应用

变频控制技术本身具备自动转矩提升功能，在低频运转的时候，能准确保证全部额定转矩有效运行，保护好各个元件过热现象。快开门方式应用于控制箱当中，电气控制应用双PLC全数字控制系统，硬件电路互相荣誉做好绞车提升控制与数字监控，并且在PLC发生故障能技术完成元件提升。在控制系统中配置正常操作，设置各种保护设备，其中过卷装置、限速装置和加速功能保护成为相互独立的双线模式。同时还是需要有保护试验的功能。没有发出信号不能启动车，发出信号时间次数记忆要大于30天，促使声光信号与控制回路具有闭锁功能，电流温度等指标也能相对比较直观。

结束语

我国是煤矿产业大国，同时也是资源消耗大国，因为国民的日常生活使用与工业的大量耗费，导致我国矿区工作效率一直因为开采环境压迫下没能有效的进行提高，促使经济发展的步伐受到限制，并因为种种不规范性严重影响了矿区周边的环境。而近些年变频技术在我国煤矿矿区的使用却解决了上述问题，同时为企业的良好节能与系统优化做出了杰出的贡献。

参考文献

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