变频技术在现代煤矿机电工程的应用研究

变频技术在现代煤矿机电工程的应用研究

王仁均

  身份证号码510921197008022910

摘要：变频技术与现代煤矿机电工程的有效结合，不仅实现了节能减排，也使煤矿开采工作的实施变得更加稳定、有序、高效，提升了我国煤矿机电工程的整体水平。由于大部分企业都应用变频技术，故而在保障工作人员人身安全的基础上，也很大程度上实现了绿色生产，进一步提升了企业竞争力，这对提升我国煤矿行业在世界范围内的影响力也意义重大。本文阐述了变频技术的基本内涵及工作原理，分析了变频技术在煤矿机电工程的应用现状，探讨了变频技术在煤矿机电工程的具体应用。

关键词：变频技术、现代煤矿、机电工程、应用研究

一、变频技术的基本内涵及工作原理

（一）内涵

变频技术实际上是电流频率发生的改变，一般来讲必须利用先进的设备和手段才能实现设备工作频率的变化，达到企业的生产目的。大多数时候会使用到变频器，且变频器的主要任务是控制设备的频率。变频器本身较复杂，其内部组件较多，通常要有最基本的电源、电极和控制面板。为了保证机电设备的高效运行，需将变频器应用其中，实现变频节约能耗。由于原本的机电设备不能直接改变频率，很难对其进行控制，机电设备在运行过程中的状态恒定，更不会结合实际情况调整，因此，不仅造成了能源浪费，也影响了生产效率。应用变频技术后，可以使机电设备的适应能力变强，从而能够应对各种复杂的生产情况，最终不仅能够实现节能生产，还可以提升生产效率。

（二）工作原理

变频技术一般是将交流电转化为直流电，对电流频率进行控制。具体的变频流程较简单，共分为三个步骤。先利用整流器将交流电转化为直流电，然后将直流电的电流频率转化为能够控制的交流电，最后将转化完成的电流输送给机电设备，就算完成了相应的变频工作。该技术的实现必须依托相应的逆变器、整流器以及配套的全部设施，只有全部机械的配合，逆变器才能发挥出将直流电转化为交流电的作用，整流器也才能实现对交流电的控制，完成整个变频工序。针对煤矿开采工作，在矿井中需要用到大量的机电设备，因此，一旦有效应用了变频技术，对设备输出进行控制，调节电流的频率，就可以使开采煤矿的机电设备在运行上变得更为稳定，变频技术的应用也使生产实现了节能减排，顺应了我国当前的绿色生产需求。

二、变频技术应用于煤矿机电工程的现状

现阶段，我国很多煤矿已经将变频技术应用于开采当中。在这个过程中，煤矿机电工程具有其本身的复杂性，需要合理地应用变频技术。常见的煤矿机电工程设备较多，风机可以使矿井中的空气流通，才能为开矿工人提供基本的氧气需求。水泵可以将矿井中的积水顺利排出，便于在开采煤矿的过程中，矿井里没有其余的杂质，一旦矿井内有多余的杂质会影响到正常开采。升降机能够将开采过程中产生的土石和矿石运到地面。以上提到的这些机电设备都是煤矿机电工程中常用的开采设备，若是不把变频技术应用其中，会造成大量的电能浪费，一旦加以应用，可以有效实现对电流频率的控制，优化工作环境，提升电能利用率。同时，变频技术的应用还可以有效地改善机电设备功能，更有利于实现煤矿机电设备的自动化，这样一来，也降低了人工操作失误对机械设备的干扰，提高了煤矿机电设备的使用寿命。如今，变频技术早已应用到了各行各业，目的是实现绿色生产，并节约社会能源，在煤矿机电工程之中加以应用，不仅提升了我国煤矿开采效率，还为煤矿的开矿工人提供了基础的安全保障。煤矿将变频技术应用到煤矿机电工程中，在很大程度上促进整个行业的发展，由于大多数企业都已经将这项技术应用到了生产中，也会使一些中小型煤矿竞相效仿，能令我国的煤矿开采行业更加繁荣，这样我国的煤矿便能够在世界企业中脱颖而出，继而推动我国经济进步。

三、变频技术在煤矿机电工程中的具体应用

（一）变频技术应用于采煤机

在采煤机上应用变频技术，需要根据变频装置的安装位置区分，一般来说机载系统安装在采煤机的外部，而非机载系统会安装在顺槽的内部，两种不同形式在应用方法和具体的性能上也有所不同。机载系统的传输效率快，因为它利用了短的电缆进行电力传输，也因为机载系统的变频系统是安装在采煤机身上，便于工作人员对其进行观察和检测，也更容易快速发现装置的异常情况并进行处理，在很大程度上减少了机电工程事故的发生。因采煤机本来就是属于大型的机电设备，在运行过程中，难免会出现强烈振动，机载系统也无法避免这种情况，而强烈的振动很容易导致变频装置的异常，再加上应用变频系统的工作环境恶劣，也会增加其设计难度，尤其是针对冷却系统的设计。而非机载系统则由于其与采煤机是分离的，不会受到大的振动影响，冷却系统设计难度也不大，可以有效提升挖煤的便捷性。因为这种变频装置与采煤机的分离，必须用电缆连接，电缆出现问题，会严重影响到施工作业。因为矿井下面的环境存在复杂性，电缆出现了弯曲或者接地的情况，容易产生安全隐患。因此，无论是机载系统还是非机载系统都有着各自的优缺点，在应用过程中要具体情况具体分析

。

（二）变频技术应用于皮带机

皮带机是煤矿机电工程中重要的运输工具，其在工作时，会用皮带带动轮车，使轮车将施工材料运输到指定地点，利用皮带机便能够形成相应的运输系统，便可以有效提高工作效率。由于皮带机在运行的过程中，需要瞬间启动并带动整个系统运行，因此，会在启动时耗费大量电能，但这些电能在后续运行过程中没有被皮带机使用，仅在启动这一瞬间就会造成大量的电能消耗，同时，皮带启动以后会开始缓慢转动，但是启动瞬间的电能过大，容易使皮带出现断裂，加之电力耦合器也会在一瞬间产生大量的热能，长期工作后，会令皮带机受到机械性损伤，减少使用寿命。但是变频技术的应用可以有效地减少启动瞬间的电能消耗，这样皮带机的寿命和工作效率都有效地提高了。

（三）变频技术应用于空气压缩机

空气压缩机主要是为了给风洞设备提供基础动力，决定了风洞设备的基础性能。空气压缩机的常规控制方式有两种，若空气压缩机的气缸压力接近设置阈值时，其气阀会关闭，也不会产生压缩空气。这时，机电设备会处于空载状态。而当压力低于设定时，会出现相反的情况。因此，这种控制模式有一定的缺陷。将变频技术加以应用，可以有效控制空气压缩机的转速和进出气量，解决加载和卸载问题，提升压缩机的使用效率，也能从一定程度上延长其使用寿命。

（四）变频技术应用于水泵

随着矿井深度的增加，会出现大量的地下渗水，一旦不及时处理，地下水会出现积蓄，有可能使矿井塌方，威胁到施工人员的安全。加之，地下水有一定的导电性，煤矿机电工程在作业的时候需要用到各种机电设备，必然会使用导电的线路，一旦导线的暴露位置与地下水接触，施工人员则很可能有触电危险，不仅如此，电流比较大，还可能发生矿井爆炸事故。所以，一定要利用好水泵，才能避免地下水的长期积蓄。由于水泵的运作大都长期进行，会消耗大量的电能。为了减少能源浪费，将变频技术加以应用，可以有效调节水泵的运行效率，这样就能够在水泵抽水较少的时候节省电能。

参考文献:

［1］阴鹏飞．浅析变频技术在现代煤矿机电工程的运用［J］．冶金管理，2021(21):118－119．

［2］胡秀伦．变频技术在现代煤矿机电工程中的应用［J］．现代工业经济和信息化，2021，11(09):153－155．

［3］王亚栋．变频技术在现代煤矿机电工程中的应用［J］．当代化工研究，2021(17):113－114．

［4］皇甫玉龙．变频技术在现代煤矿机电工程中的应用［J］．矿业装备，2020(06):88－89．

［5］楼建．变频技术在现代煤矿机电工程中的应用分析［J］．当代化工研究，2020(18):50－51．