现代煤矿机电工程中变频技术的运用

现代煤矿机电工程中变频技术的运用

朱剑龙

永贵能源开发有限责任公司新田煤矿贵州毕节551500

摘要：对于现阶段的煤矿机电工程而言，变频技术应当构成其中的核心与关键技术。现代式的煤矿工程不能缺少变频技术作为基本支持，运用变频技术可以获得机电工程的良好效益。为此，对于煤矿机电的现代工程，有必要明确变频技术的基本特性与内容，结合煤矿机电工程的运行现状，探究可行的改进与完善对策。

关键词：变频技术；现代煤矿机电工程；具体实践

随着计算机、微电子、自动化技术的迅速发展，交流电机变频调速技术也得到了进一步的发展，在我国煤矿机电设备中应用广泛，变频技术作为一项新技术，具有调节性能强，节能效果好等优点，尤其是在泵类、风机负载等机电设备的应用领域，应用节能效果非常的明显。因此，在当前的情况下，加强对煤矿机电设备变频技术应用问题的研究，具有非常重大的现实意义。随着煤矿生产行业对于生产成本的要求越来越高，特别是要求针对煤矿企业机械用电节能的要求的不断提高，煤矿企业对于变频技术的需求也不断的增加，变频技术也逐渐被人们所了解，而且为促进经济发展起了很重要的作用[1]。煤矿内的机电设备是很大功率的。这些大功率的设备在使用时，使电压波动，会引发安全问题，而变频技术可以有效的解决这一问题。

1.变频技术运行机理

对于交流变频技术而言，它以电力电子技术、计算机技术以及电机传统技术为基础，将强弱电混合以及机电一体化技术有效的联系在一起，形成一种综合性技术。

变频技术利用可控制半导体器件设备，并将工频电源转换成其他频率电能，以此来控制相关设备。对于变频技术而言，其基本工作原理是整流桥将工频交流电压有效的转换成直流电压，经逆变器再将其有效的转变成电压、频率均可有效调节的相应交流电压，从而以驱动电压的模式对交流电机进行驱动操作。在构建资源节约型社会的今天，变频技术的应用是非常必要的，变频技术可按照电机负载将自动的加速、减速以及平滑功能实现，从而有效提高电机工作效率。同时，变频技术还具有无冲击启动、软停机等控制性能，因煤矿生产条件相对比较特殊，所以变频技术在煤矿机电工程中的应用非常广泛。

2.变频技术的特性与优势

对于机电领域而言，变频技术具备显著的综合性特征，变频技术建立于一体化与强弱电混合技术的基础上，同时密切结合了计算机基础、传统电机技术与电力电子的相关技术。由此可见，变频技术本身就具备综合性，这种技术模式密切结合了多学科的具体技术[2]。通常情况下，运用变频技术的方式可以设置机电设备中的半导体，借助半导体来转换工频信号，然后再次转变成直流的工频电信号。在逆变器的控制下，电压与电流都可以受到控制，进而实现对于机电设备的实时调控。

相比于其他行业生产，煤矿机电生产长期处于较恶劣环境中，这种现状也突显了变频技术的重要意义。煤矿井下运行的机电设备通常都会消耗较高电能，因此在符合最基本动力条件的前提下，有必要致力于杜绝过高的电能浪费。只有减少能耗，煤矿井下的正常生产才能符合现阶段的煤矿节能指标。现阶段的煤矿行业正在面对激烈竞争，因而亟待引入新型的技术措施来加以改进。因此，变频技术可以适用于不同类型的井下机电设备，从而服务于煤矿机电工程。

3.变频技术在现代煤矿机电工程中的有效应用

3.1变频技术在现代煤矿风机中的运用

变频技术的主要优势就是具备显著的节能效果以及良好的调节性能，因此在其机电设备中的应用非常广泛。其一开始是广泛的应用在风机以及泵类负载上，其在煤矿机电设备中的应用起步比较晚。随着科学技术的不断发展，矿井通风设计方案的差异性非常的大，比如矿井生产中期，主要是通过不同更换风机的方式来确保通风可行性，而且实际操作相对比较复杂，而且比较容易出现机电设备故障问题，这在很大程度上加大了维修量和维修难度。此外，传统风机会通常会暂时的搁置，资源浪费非常严重，这也在很大程度上影响了煤矿机电设备的有效利用率。然而，变频技术在煤矿风机中的应用，可以有效改变这一现状，对于解煤矿决通风问题，避免重复更换等工作，起到了非常重要的作用，而且节能效果也非常的明显。比如，煤矿掘进过程中，只需一台风机即可有效满足风量需求，操作也非常的方便。

3.2在煤矿提升机中的有效应用

据统计，煤矿主要生产系统的用电量占矿井企业用电量的70%～90%，特别是矿井提升机、胶带输送机、主要通风机、主要排水泵等大功率用电设备在启动、加速、减速、制动等过程中负荷变化很大，使电网产生电压波动，影响电网的安全运行。同时，产生的机械冲击，增加了设备的损伤，降低了使用寿命。随着我国煤炭工业的飞速发展，变频技术以其优越的调速性能和显著的节能效果，有效提高了煤矿机电设备的自动化控制程度和运行效率，在煤矿生产中得到越来越广泛的应用，成为煤矿企业节能降耗和提升装备水平的有效途径。对于矿井提升机而言，其工作条件通常比较特殊，而且多数情况下是在较为复杂、繁重的运行条件下工作，因此对提升机设备的性能提出了更高的要求。一般而言，提升机在实际工作中要不断的启动、关闭，而且调速任务非常的重，因此也就大大提高了机电设备故障问题的发生率，加速了机电设备损害。变频技术在现代煤矿提升机中的有效应用，不仅可以提高工作效率，而且还可以实现对提升机自身的保护。提升机控制中的变频技术应用，有效的减少了调速电阻损坏，提升机运行能力也会随之提高，利用变频设备的内部软件可以实现对提升机速度的有效调节，减少提升机故障发生率，从而减少机电设备维修。变频技术在提升机中的应用，可有效节约电能，实现节能降耗之目的。

3.3在煤矿空气压缩机上的有效应用

一般而言，煤矿风动机电运行动力基本上都来源于空气压缩机，并且通过交流电机来实现，因此电动机会一直处于全速工作状态下。对于空气压缩机而言，通常其采用上下两点控制模式实现压力控制，即交流电动机一直处于工频运行状，当空压机气缸压力与预设压力值基本一致时，就会关闭空压机进气阀，此时不会再产生压缩气体，电动机处于空载状态下；随着压力的不断下降，接近预设压力时，空压机气阀便随之打开，产生压缩空气，此时电动机处于重载状。实践中可以看到，因煤矿实际用气量与产气量之间不可能一致，所以就会导致空压机频繁加载、卸载，进而对电网、电动机以及空压机差生不利影响。对于变频技术而言，其通常具有控制精度高、易操作以及免维护等特性。若普通电动机应用变频技术来调速，可在其拖动负载过程中无需进行改动，但针对具体的生产工艺要求，应当对转速输出适当的调整。变频器驱动方式，从根本上改变了传统的空气压缩机加载与卸载供气控制方式，通过调整电机用气量的大小来实现转速自动调控，以确保供气压力自身的恒定性，这样电机就可以在低于额定转速的情况下依然连续的运转，从而使压缩机的启停次数减少。

4.结语

在新兴技术领域内，变频技术体现了显著的价值，因而适合运用于现阶段的煤矿机电项目。相比于传统技术，变频技术本身具备优良的节能实效，对于各种类型的机电设备都可以实时调节。煤矿井下通常表现为较恶劣的设备运行环境，这种现状也在客观上突显了变频技术的必要价值。截至目前，煤矿机电运用的变频技术已经趋向于成熟，然而并没有实现完善。未来的实践中，技术人员还应当摸索经验，进而服务于煤矿机电工程综合水准的提升。

参考文献

[1]王大雷.变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践[J].硅谷，2014（01）：104-100.

[2]冯刚，李建国.变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践[J].电子技术与软件工程，2014（20）：126.