變頻技術在煤礦機電設備中的應用

摘 要：變頻技術的應用在煤礦生產領域，已經越來越普遍，越來越廣泛。本文對變頻技術相關理論進行闡釋，指出煤礦機電設備中變頻技術的應用建議。

關鍵詞：變頻技術；煤礦機電設備；應用

可利用的煤礦資源，隨著各地煤礦資源的不斷開采已經越來越少，各企業之間的競爭越來越激烈，作為用電大戶的煤炭企業，能否有效提高企業的綜合競爭力，就在于能否有效提高機械設備的減少污染排放程度以及節能效率。在設備中融入變頻技術是一項重要的提高企業競爭力、保證企業長期穩定發展、節能減排以及保護環境的舉措。機械設備的用電量在當前的煤礦開采作業中占總用電量的百分之七十以上，因此，煤礦開采企業節能減排的關鍵就是變頻技術的應用，在煤礦生產中變頻技術的應用具有非常重要的意義。

1.變頻技術概述

1.1技術原理

在設計煤礦機電設備動力的過程中，并沒有必要讓設備在正常的使用中，進行長時間的滿負荷工作，有必要將變頻技術加人到設備的使用過程中，以避免設備產生多余的力矩，這樣設備既能滿足工作動力的要求，又能節約能源。變頻技術是一門結合機械設備和強弱電的綜合性技術。包括電力電子技術、點擊傳送技術、計算機技術等技術。

將工頻流信號通過半導體元件轉換成其他頻率，再進一步將轉換的工頻交流電轉換成直流電，對電流與電壓依靠逆變器進行調節控制，促使設備達到無級調速，這是變頻技術的基本原理。如果進一步來說，就是利用電流頻率和電機轉速之間的同比增長關系，為了實現對設備的合理有效控制，通過改變電流的頻率來控制電機的轉速。自動加減速控制、電機的平穩等都能通過變頻技術來實現，同時還可以減少能源消耗，提高電機的工作效率。

1.2變頻技術的發展

隨著電子信息的高速發展及科技的不斷進步，無論是在實際應用上還是理論上變頻技術都取得非?？捎^的成績和長足的進展。控制方式的改進、綜合化水平的提高、智能控制模塊的發明以及可實現功能的拓展，對變頻技術在各個領域的發展都起到了積極的促進作用。越來越多的生產行業看到了在節能領域變頻技術的優異效果，生產設備的運轉開始嘗試使用變頻技術來控制，變頻技術也因此得到了越來越廣泛的應用。變頻技術的集成化程度依靠網絡技術與自動化控制也變得越來越高，不僅設備上的基本調速功能得以實現，通過計算機設備還能實現識別、通信、編程等功能。

2.煤礦機電設備中變頻技術的應用

2.1皮帶機中的應用

將變頻技術融入到皮帶機中，可以增加設備在啟動與運行過程中的穩定性，能夠有效實現皮帶機的軟啟動。變頻技術的融入，使能量的利用率也得到了明顯的提升，能源利用率在整個工作過程中能夠達到百分之九十以上，極為有效地降低了能源消耗。藕合器被變頻技術替代以后，設備的修理和維護費用也得到了節約，節約了一定的開支，具有相對較好的經濟效益。

2.2采煤機中的應用

與提升機一樣，采煤機也具有變速復雜、啟停頻繁的特點，在變頻器引人時，我們就應該考慮進行四象限工作。對于采煤機來說采用四象限工作形式能夠進行較大范圍的調節與控制，為了避免設備出現下滑、溜車等現象，需要保證采煤機的牽引速度能夠保持在一個比較穩定的水平。另外，采煤機在融人變頻技術后，控制更加精確，操作也更加簡單。

2.3在礦井提升機中的應用

目前，國內生產的礦井提升機中，變頻技術的應用以PLC控制系統、高壓變頻調速控制系統為主：1）礦井提升機的電氣控制系統已經基本實現PLC控制，強化了其提升全過程的速度控制、位置控制與動態畫面監視，絞車系統的保護功能也符合電磁兼容性的基本技術要求。2）在礦井提升機的高壓變頻調速控制系統設計中，通常采用單元串聯多電平的能量回饋型四象限高壓變頻控制系統，其不但有利于提高低壓控制電路與高壓主電路之間的通訊能力，而且增強了系統的安全性與抗干擾能力。

2.4在水泵中的應用

在煤礦生產過程中，根據煤礦開采工作的實際需要，水流量需要長期處于變工況的運行狀態，而在水泵流量的調節時，一般是通過機械調節閥門的開度實現，但是水泵電機長期處于運行狀態，會嚴重影響水泵運行的經濟性。因此，國內普遍采用變頻技術進行煤礦水泵的節能改造，在相同的排水量下，水平的電機功率、電流都會明顯下降，功率因數則明顯提高，并且延長了水泵的使用壽命，減少了水泵的維護量和成本。

2.5在煤礦通風機中的應用

通風機在煤礦生產中的作用是不容忽視的，特別是在大中型煤礦中，通風機一般需要全天運轉，如果不能采取必要的技術改造措施，有可能造成嚴重的電能浪費現象。應用變頻技術進行煤礦通風機的改造后，通過軟啟動的方式避免了較大電流的沖擊，控制程序的自動化設定則實現了通風機的隨時啟動與停止。另外，在煤礦通風機中應用變頻技術可以降低其工作過程的機械強度與電氣沖擊，明顯延長設備的使用壽命。

3.結語

總之，在現代煤礦機電設備中，變頻技術的應用日趨廣泛，但是仍然存在一定的技術難題尚未解決，為了全面提升機電設備的運行效率與安全性，在今后的變頻技術應用中，必須注重其專業化、網絡化、多功能化的發展需求。

參考文獻：

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