浅析变频技术在现代煤矿机电工程的运用

浅析变频技术在现代煤矿机电工程的运用

郭继继

安阳市主焦煤业有限责任公司

摘要：变频技术是现代煤矿施工企业生产中应用的一种新的生产方法，主要集成了电机传动技术、电子技术和计算机系统。该技术具有较强的自动控制能力，广泛应用于各种强弱发电和高压电力机械的运行。在实际应用中，工作人员可以利用该装置实现强、弱电流的有效组合。变频器的控制技术主要是将从相应半导体器件接收的功率和电流信号转换成相应频率，以直流形式发送相应的功率和电流信号，通过变频器控制相应的电压和输出电流。

关键词：变频技术；现代煤矿；机电工程

引言

在科学技术飞速发展的今天，煤矿机电设备技术进步非常迅速。煤矿产业在我国经济和社会发展的过程中，发挥着非常重要的作用，其能够在一定程度上决定我国经济发展水平。随着我国工业的不断发展，对煤炭的需求量持续增加，对煤炭资源开采提出了更高的要求。为了提升煤矿开采生产效率和质量，可以将变频技术应用到煤矿机电工程实际运行过程中，在提升设备能源利用率的同时，还能提升设备的运行效果，能够根据生产需要，对设备的运行进行针对性的调节。

1 变频技术基本概述及工作原理

变频技术通常是根据各种技术形成的，比如传统的性能技术、电力电子技术和微机技术。变频技术通常具有高度的完整性。该技术可通过改变功率频率和调整负荷来降低功耗、减少损耗并延长设备寿命。变频技术依靠整流桥将电流从电流频率转换为直流电压，然后将直流电压转换为频率。输入电压是可调节的交流电压，用于驱动交流电机的电压，以便通过适当的转速控制来调节电压和电流。采用变频技术调整机电设备的转速时，转速调整中的滑动消耗为零，具有节能的优点，也符合技术标准。在一定程度上，机电设备工作效率的提高是煤矿机电的发展方向。

2 煤矿生产中加强变频技术应用的重要性

在煤矿资源不断减少的今天，企业面临的竞争压力越来越大。通过对提升机的使用，可以将货物或者人员运送到指定的地点，给开展煤炭开采工作提供必要的便利。随着社会对煤炭资源量的持续增加，浅部煤炭资源的开发量持续增加，资源量持续减少。为了获得更多的煤炭资源，就需要对深部煤炭资源进行开采，开采难度不断增加。因此，为了进一步将提升机的价值发挥出来，降低提升机运行能耗，就需要合理做好提升机运行速度的控制。在提升机运行速度调节的过程中，过去经常是通过在提升机控制电路中安装电阻元件来实现的，导致提升机运行过程中能耗相对较大，对整个工作的开展带来了不利的影响。煤矿企业在实际运行过程中，消耗的电能是非常巨大的，耗电量可以占到煤矿企业生产电量的一半以上。因此，通过提升机的运行效率，对降低煤矿企业生产能耗具有非常重要的意义。通过在煤矿机电设备当中应用变频设备，还可以进一步提升企业竞争力，提升对环境的保护力度。通过合理对变频技术进行使用，还能在一定程度上减少对电能的使用，这是当前煤矿企业非常重要的发展方向，为未来煤矿开采提供动力。煤矿开采具有较大的特殊性，在变频技术实际应用过程中，需要对各种因素综合进行考虑，这样才能将变频技术作用更加充分发挥出来。

3 变频技术在现代煤矿机电设备中的实际使用

3.1变频技术在水泵中的运用

多级泵是矿山中广泛应用的另一种设备。电能输送到给水泵电机后，电能转化为机械能，电机带动多级泵旋转，从而将矿井水排至地面。由于水泵在井底工作，环境非常恶劣。传统供电方式的额定功率和功率频率往往导致其消耗电能过大，大大增加了运营成本。一方面，当水泵以工频启动时，运行电流较大，电机电缆损耗较大，导致电机电缆在运行过程中背压较高，从而降低绝缘性能。每次启动都会缩短水泵的使用寿命，大大缩短水泵的使用周期。另一方面，水泵正常运转时，发动机负荷低的问题经常发生，“大马拉小车”的情况非常严重。根据发动机转速的不同，选择合适的工况点运行，可以显着降低系统无用功的损耗。

3.2皮带机对变频技术的应用

带式输送机又被称为皮带机，其主要是利用电动机来带动皮带运转，在煤矿开采过程中主要是完成对相关材料的运输。通过对软启动控制器的使用，可以有效降低皮带机启动过程中所需要消耗的电量。在传统皮带机启动的过程中，需要消耗大量的电能，电网电压波动也相对剧烈，通过将变频技术应用到皮带机当中，可以进一步提升皮带机启动的稳定性，能够实现缓慢加速启动，对电能的消耗可以得到显著的降低，对电网的保护效果得到提升。在皮带设备运行的过程中，其是依靠皮带和滚筒之间的摩擦力来传递动力。在皮带机启动的瞬间，皮带和滚筒之间容易出现滑动的现象，皮带与滚筒接触部位摩擦非常剧烈，温度会急剧增加，对皮带的使用寿命会造成非常直接的影响。一旦摩擦量超过了一定程度，就容易导致皮带磨损严重的情况发生。通过将变频技术应用到皮带机当中，可以实现皮带机的缓启动，能够让皮带以相对较小的加速度启动，避免皮带和滚筒相互打滑情况的发生，进一步延长皮带的使用寿命，避免皮带接触部位发热情况的发生，将皮带运输机的功能完全发挥出来。

3.3变频技术在煤矿空压机中的应用

空压机必须在许多方面协调一致，内部发动机始终以高速运转。生产驱动程序主要采用上下压缩机控制方式，确保压缩机连续运行，控制交流电源，保持稳定的频率性能，空压机的内压接近预设值。当进气口关闭时，压缩机内没有进气口，因此没有压缩效果或压缩气体。然后，压缩机将降低型腔中的压力，使其接近预设值。此时重新打开进气口，用气体填充腔，压缩空气。在实际生产实践中，利用自精确控制，变频技术在空压机的应用中得到了普及，具有操作简便、维护方便的特点。采用环形变频调速技术可以有效地控制环形电机的偏差和驱动力，减少发动机在行驶载荷过程中的调节和运行，使生产更好地满足实际工业生产的要求，同时正确纠正转速偏差。低转换电机模式变频技术取代了传统的高负荷模式，在恒流压条件下为空压机提供空气，并确保发动机在低于设定工作频率和工作频率的条件下可以启动或停止。

3.4在通风机当中的使用

随着巷道掘进深度的不断增加，风井压力会随着变大，风机运行功率也会相对比较高。只有保证风机高效、稳定运行，才能保证矿井生产的安全性。通过将变频技术应用到通风设备当中，可以根据巷道实际通风需求来调节风量，提升能源利用率。通过对风逆变器进行改造，可以直接实现风机的软启动，避免电流过大造成设备损坏问题的发生。在通常的情况下，风机的运行速度较低，这样可以进一步延长设备寿命，降低设备运行成本。另外，为了提升生产效率，很多时候采用两台设备同时工作的情况，通过让两台电机运行在相同的频率段，可以进一步保证电路使用的安全性。

3.5变频技术在斗提机的运用

变频技术在矿井提升机中应用的关键是高压变频自动控制系统和PLC控制系统的选择:首先，在研制杯形厂电子控制系统时，高压变频自动控制系统采用多脉冲系列动力学能量反馈四象限高压变频控制系统，具有较强的抗干扰性。二是PLC控制在杯子厂电气设备自动控制系统中的应用，可改进风力系统软件在整个过程中的位置控制、速度控制、动态接口监控和各种维护功能，达到EMC测试性技术标准。

结语

随着时代的不断发展，对开展煤矿开采提出了更高的要求。为了进一步提升煤矿机电设备使用效果，可以将变频技术合理应用其中，实现设备运行的连续调速控制，保证设备控制的精准程度，同时降低设备使用成本。

参考文献：

[1]蔡金霖.变频技术在现代煤矿机电工程中的应用探究[J].科技风,2019(09):103.DOI:10.19392/j.cnki.1671-7341.201909089.

[2]程茂林,曾光智,姜雲雷.变频技术在现代煤矿机电工程中的运用[J].化工管理,2018(26):194.

[3]张渤.变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践[J].科技风,2018(23):114.DOI:10.19392/j.cnki.1671-7341.201823099.