矿山机电设备中变频控制技术的应用探究

矿山机电设备中变频控制技术的应用探究

杜晓峰

徐州李堂矿业有限公司 江苏徐州 221700

摘要：如今，安全性能高的变频调控技术已经逐渐被广泛应用在矿山开采工作中，此类技术可结合矿山井下作业机电设备与电流强弱，形成在矿山机电设备运行中的一种综合技术。众所周知，矿山机电设备此类大型开采设备在运作中耗电量非常大，例如通风机、提升机等设备，合理运用变频控制技术，可实现良好节能功效。降低企业生产成本。

关键词：煤矿机电设备；变频节能技术；应用策略

引言

随着我国改革开放的不断深入，市场竞争也日益激烈，提高煤炭开采效率是现阶段煤矿资源开采面临的重要问题。降低企业的开采成本，进而扩大经济效益也是企业一直在追寻的目标。而煤矿机电设备作为开采过程中的大型设施，更要不断进行技术革新才能实现节能优化的目标，也更能满足实际煤矿生产的需求。除此之外，煤矿机电设备的变频节能技术还能实现资源的节约、环境的保护，更加符合现代化的生产模式，是构建资源节约型、环境友好型社会的重要举措。

1变频技术

煤矿机电设备的设计，符合动力学的要求，也需要充分考虑机电设备运行的负荷要求，能够满足煤矿机电设备的正常运行，同时也能有效提高用电效率，采用变频技术对保证煤矿机电设备的正常运行是十分必要的。在工作中，变频器可以将工频电流信号转换成其他频率，但这种转换不是凭空进行的，而是需要某些半导体元件的帮助。之后，我们可以逐步实现从“交流电”到“直流电”的转变。机电设备中的变频技术是通过电流改变频率，然后智能地调节电机的转速，从而进一步控制机电设备，促进其节能高效运行。

2变频控制技术的原理分析

对于变频控制技术来说，其充分发挥出电子半导体部件的作用，推动工频电源转化为其他工作电源、将工频交流电压转变为直流电压，结合逆变器装置的应用，达到调整原有频率及电压的效果，达到无附加损耗调速的效果。变频控制技术的性能主要通过变频器实现，重点完成对输出频率以及输出电压的控制，这是其他电机控制系统难以做到的。同时，变频控制技术还具有软启动以及通知的功能，促使电子与转子阻值的下降、无级变速、电能消耗降低成为现实。

3煤矿机电设备变频节能技术应用现状

随着我国工业化的不断发展和进步，煤矿的需求量也可谓是不断提高，而在煤矿开采期间，不可否认的是所消耗的电能一直都比较大，为了有效的解决耗能高的问题，变频节能技术开始应用于机电设备之中，比如说现如今煤矿开采中采煤机、提升机、风机和皮带机等设备中均有变频节能技术的应用。据相关数据显示，在应用了变频节能技术之后，煤矿机电设备的电能消耗大幅度减少，但是当前由于资金以及技术等因素的制约，因此煤机电设备变频节能技术尚未全面推广和应用。

4变频节能技术在煤矿机电设备中的应用分析

4.1变频节能技术在节能采煤机中的应用

采煤机是煤矿开采中比较重要的一类设备，其与电气系统、液压系统等都有关系，在其使用中应用变频节能技术的好处众多。首先，在针对变频采煤机进行分析的过程中，将其组成方式进行分析，该采煤机主要是由切割部分、装载部分和行走系统来构成的。在针对该采煤机的切割部分进行改装的过程中，需要针对不同的做工环境进行具体的改装，实现在不同工作环境进行科学的生产。工作面越大调设的功率也就越高，这样便于加快工作进度，使大工作面下的煤矿能够尽快采入装载系统，如果工作面比较下，则需要降低功率，这样不仅能够满足工作要求，同时也是对电能的一种节省。对于装载系统而言，其功率的调整需要依据采煤量，装载速度与采煤速度相匹配时，其功率是最佳的[3]。

4.2变频技术在通风系统中的应用效果

通风系统在没有进行改造时候，通风机的额定功率在5000千瓦，在运行过程中大的转速是每分钟580转，安装叶片的角度是-9，在通风过程中的功率是每秒钟186.7立方米，所以在将通风机进行改造之前，风机的工作效率是50赫兹，在功率正常的情况下，如果想要使风门能够正常运行，可以设最大的风量为A，将频率不断进行改造时，计算过程中需要按照国家正常标准进行，根据国家的标准进行计算，可以算出每秒的风量是121.4米，当负压达到1270.2的时候，需要打开所有风门。通过相关公式可以了解，通风机的实际使用功率是每秒钟186.8立方米，使用变频技术，其变频的转动速度是186.8立方米，通风机的频率是33赫兹，通过相关计算，可以了解到，通风机在每一年都能够节省很多成本，如果通风机每天的运行时间是24小时，每年的运行时间按照365天进行计算，我国的电费统一标准是0.7元，通过相关计算可以了解我国一年可以节约200多万的电费，所以使用变频技术，对于我国而言具有重要的作用，极大节约了用电成本，同时也使资源得到降低。

4.3变频节能调节下的负载荷设备应用

变频负载荷技术应用时，可以根据风机、泵的变频调速过程，关注风机变频调速技术的整体应用普遍操作。但是要做好该项工作，相关领域的技术人员就应当逐步加强变频调速设备的研发，重点研发煤矿特殊采集环境之下的变频设备操作。结合风机运行的转速操作要求，可以逐步改造调整，优化其整体性能。在改造工作实施之前，需要深入了解风机运行的各项基本情况，调整风压、风量等，在改造完成之后需要对输出功率进行检查和分析，这样可以有效的节约电能资源。在水泵控制调节下，需要对设备进行变频调速节能处理。结合生产工艺系统的实际控制构成情况来看，在对产品进行调节时，应当提升调节的灵活度，要保证在变频节能技术的支持之下，水泵可以灵活运用，结合实际需要逐步减少平滑和减速的时间，调整外部环境的受限水平，结合井下的液体位置高度变化情况，最大限度的压缩水泵空转时间，这样做也可以有效的减少水泵运行所需的能耗，避免设备在运行期间不必要的损耗，延长设备使用寿命，提升机电设备的整体生产效益，促使煤矿开采更好的推行。

4.4在提升机中的应用

同时，变频技术还可以应用到提升机当中，这种技术手段也符合提升机的需求。在实际生产过程中，变频节能技术的应用还能提升这种机器的应用价值。并且，它还能发挥很多的作用。首先，变频节能技术在提升机中的作用可以让高压电路和低压控制电路之间的通讯更为方便，并且通过光纤运输还可以实现气电隔离的功能，这也能进一步提高用电的安全性。除此之外，提升机的应用系统也实现了进一步的加强，尤其是在抗干扰能力上。其次，PLC控制系统的应用还可以实现对采煤进行的监控和定位，进而控制整个运转过程，这样就能实现对提升机各方面的优化。当然，人们在使用设备时也会更加的方便、快捷，从而提高生产效率。变频技术的应用可以很好的满足当下人们采煤的需求，也更加符合节能型社会的发展。

结束语

随着社会经济的不断发展，我国对矿业的开采产量需求也在不断增高，所以我国的科研团队也应不断的优化与创新变频控制技术，将此技术广泛应用在大型机电设备领域中，在矿山开采领域中，结合不同设备的原理及使用说明，实现矿山机电设备的速度调试、效率提升等功能，最终最大限度实现技能降耗的目的，使矿山机电设备的安全性能得到有效保障，满足经济社会的发展需求。

参考文献

[1]李跃.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用探究[J].煤炭工程,2019,51(S2):168-170.

[2]李庆林.变频控制技术对矿山机电设备运行的影响研究[J].当代化工研究,2019(17):11-12.

[3]曹永维.煤矿机电设备存在的问题及变频控制技术应用[J].内蒙古煤炭经济,2019(24):185+189.

[4]郑立.煤矿机电设备节能改造中变频技术的应用[J].资源节约与环保2019(12):18+24.

[5]徐媛媛.矿山机电设备变频控制技术[J].世界有色金属,2019(20):296+298.