煤矿机电设备中变频技术的运用研究

摘 要 为了满足现代社会发展对煤矿资源的需求，煤矿资源的开发也越来越大。在煤矿资源开发过程中，机械设备有着不可替代的作用，然而在机电设备运行过程中，受多种因素的影响，会造成机械设备出现故障，进而影响到煤矿开采效率。伴随着现代科技的发展，变频技术的应用也越来越普遍，在煤矿机电设备中，利用变频技术，可以确保机电设备的正常运行，节约煤矿开采成本，为煤矿开采企业的经济效益。

关键词 煤矿；机电设备；变频技术

变频节能技术作为一种重要的节流方法在煤矿生产系统中发挥了巨大的节能效率。比如，在矿井中通过应用变频节能技术后，水泵、风机等设备的运转效率较之前都有极大提高；再如，矿井中的重要动力负荷设备矿井提升机、空压机、煤矿采掘运输机等设备在启动、加减速、制动等方面发挥了巨大的节能效果。因此，变频节能技术在我国煤矿的安全生产中具有重要的推广价值[1]。

1 变频技术的作用

1.1 调速

在对煤矿提升机进行调速时，转子串电阻的方式是我们通常采用的方式，此类调速法存在调速范围小、准确率低，安全性差等缺陷，并且在具体使用时，易出现设备损坏现象，缩短设备使用寿命，增加设备的维修成本。若在进行调速时，利用变频技术，这样就可以很简单的实现调速，使提升机更加灵活自如，并且运行的安全性可得到大幅提升，使设备的整体性能得到了提高。

1.2 节能

对于风机、压缩机而言，调节气门开度是我们传统调节流量主要采用的方式，这样会造成电能的大量浪费，不利于企业经济效益的提高。

采用变频技术后，便会从根源上避免这种浪费，节能效果比较显著，另外，变频技术还有很多其他作用，如减小设备体积，有利于设备实现标准化等。

2 煤矿机电设备中变频技术的应用要点

2.1 变频技术在输送系统中的应用

在煤矿开采工程中，如何保证输送系统的正常、稳定、高效运行一直是个困扰我们的难题，传统的采用液力耦合器来实现皮带机的软启动，非常容易造成输送皮带的撕裂和结构磨损老化。变频技术在输送系统中的应用主要是为了降低输送系统电机启动时的电流频率大幅度波动，减少机电的机械冲击和设备发热的情况发生，同时，变频技术的应用可以有力地保证输送系统设备的稳定性，计算机技术与变频技术的完美结合能够实现自动化和智能化，煤矿输送系统相当于添加了“润滑剂”和“计算机大脑”，进而最大程度上发挥皮带机的传送功能。

2.2 变频技术在空压机中的应用

传统的煤矿机电设备中空压机的运行方式存在一定的问题，使用直接启动或者用转子串电阻起动的方式时，初始电流大，频率不稳定，波动幅度大，对电网和机械设备造成的冲击和损耗非常强烈，极大地缩短空压机机电设备的使用寿命。传统的压风系统采用的是开环控制的方式，频繁地起动设备和电动机，这种方式不能提供恒压供风，而且设备损耗也大幅度增强。变频技术在空压机的应用中，可以提供压力闭环控制及开环控制手动调节两种控制方式的选择，设备运转时，通过压力闭环控制系统，可以自主根据差值调节空压机转速，工作人员可以便利地在变频器控制柜上保持空压机的供风压力恒定为设定值。变频技术将对空压机的工作频率做出最为及时和准确的监控，当空压机的压力、溫度等参数超过高限值或出现断水信号时，变频运行将自动地停止。在空压机设备中使用变频技术可以及时有效地掌握空压设备的具体运转状态，配以先机的预警装置，既可以实现远程控制，同时可以保证机械设备的稳定性、安全性。

2.3 变频节能技术在提升机中的应用

煤矿提升机是煤矿生产过程中的重要机电设备，不仅能够降低矿工的劳动强度而且对矿工的安全生产也起到了有效的保障。以往提升机调速装置的工作原理主要是在电动机转子电路中通过利用金属电阻来进行调速操作，但是这种方式在实践应用过程中存在的缺点也较大，不仅具有较大的安全隐患，且电能的消耗也非常大。通过在提升机中引用变频节能技术可以将交流四象限变频调速系统与变频防爆提升机相结合，采用无速度传感器矢量控制方式以输入和输出接口来远程控制提升机操作。同时该变频调速提升机还具有全面保护措施，如过流、过压、欠压及电机缺相保护等。

2.4 在水泵中的应用

随着煤矿开采的不断深入，地下水也会越来越多，井下作业环境也越来越恶劣。利用水泵，可以将井下的水转移出来，进而确保井下作业安全。就目前来看，煤矿水泵长期处于运行状态，会对水泵的性能造成影响，一旦水泵性能减弱，就会影响到煤矿井下开采进度。在煤矿水泵中采用变频技术，对水泵进行节能改在，在煤矿开采过程中，可以适当调节水泵运行，在相同的排水量下，可以降低电机功能以及电流消耗，进而提高水泵的使用寿命。

2.5 在通风机中的应用

在煤矿开采过程中，井下的空气质量随着井深增加，空气质量会越来越差，为此，应用通风机可以有效地改善井下空气环境质量。通风机的性能参数主要有流量、压力、功率、效率和转速。在通风机中融入变频技术，一方面可以通过变频机，改变通风机的转速，另一方面可以对通风机进行自动调节，避免较大电流的冲击，提高通风机的使用性能，进而确保煤矿开采效率。

2.6 变频技术在胶带机中的应用

在煤矿开采时，胶带机的工作机制是借助电机的转动来牵引胶带进行转动，从而使得胶带上的材料运输到指定位置。胶带机的转动需要借助轮毂和胶带之间的摩擦力才能进行工作。胶带机必须借助强大的电路才能进行正常的工作。目前，我国大多数煤矿单位所使用的胶带装置是借助液力耦合器来对胶带进行操控，但是在设备启动前所需要的电流较大，容易使得电路中电压发生变换，从而出现胶带老化或者断裂现象的发生。

煤矿机电设备是整个煤矿生产中必不可少的一部分，利用机电设备能够帮助技术人员更好地进行作业。如今很多机电设备的功率、耗能等有一定的不足和问题，通过将变频技术应用到煤矿机电设备中，能够帮助其更改电机运行频率以达到调速节能，提升设备性能，实现高效运转，为煤矿企业赢取更多的经济效益的目的。

参考文献

[1] 张继东.煤矿机电设备预防性检修的有效措施[J].内蒙古煤炭经济，2016，（Z2）：102-103.