現代煤礦機電工程中變頻技術的運用

胡產寶

摘 要：隨著社會的進步和科技的發展，現代煤礦機電工程建設水平也得到了不斷提高，尤其是在現代煤礦機電工程中運用了變頻技術后，煤礦機電工程建設的發展步伐變得更加穩健。在現代煤礦機電工程中運用變頻技術可以有效節能，同時還能提高機電設備的運行管理效率，所以在現代煤礦機電工程中變頻技術得到了廣泛的應用。

關鍵詞：現代煤礦機電工程；變頻技術；節能減排；運用

中圖分類號： TM921 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）36-184-2

0 引言

近年來，隨著我國煤礦資源的不斷開發，煤礦行業的發展利潤日趨減少，煤礦行業間的競爭日趨激烈。對于煤礦企業來說，因為需要用到大量的電能，如果能有效提高節能效率，那么煤礦企業就可以在很大程度上節約成本，從而提高生產效率。在我國當前的煤礦企業日常生產中，機電工程的耗電量數額巨大，約占到了企業用電總量的70%以上。變頻技術是一項新技術，它具有較強的調節性能和節能效果，將其運用在煤礦機電工程中，可以更好地實現節能減排，從而讓煤礦企業在激烈的市場競爭中占據一席之地。

1 變頻技術在煤礦機電工程中運用的原理概述

1.1 變頻技術運用原理

對于煤礦生產機械來說，它的正常運行并不需要在滿負荷的情況下長期進行工作。所以只要機械能滿足正常的動力需求即可，煤礦機電工程應將機械的耗電量降到最低，運用變頻技術可以很好地滿足該要求。對于變頻技術來說，它集多種綜合技術于一體，比如電力電子技術和數控技術等。變頻技術將工頻電源通過可控制半導體器件設備轉換成其他頻率的電能，然后控制相關設備。變頻技術的基本工作原理是將工頻交流電壓通過整流橋變成直流電壓，通過逆變器把它變成頻率和電壓都可以有效調節相應交流電壓，讓交流電機在驅動電壓模式下進行驅動操作。變頻技術的運用充分倡導了我國當前提出的節能減排的目標，變頻技術可以有效實現電機負載的自動加速、減速和平滑等功能，[1]確保電機工作效率的提高。變頻技術同時還具有很好的軟停機和無沖擊啟動等各種控制性能，在生產條件相對特殊的煤礦機電工程中得到了廣泛的運用。

1.2 變頻技術在煤礦機電工程中運用的重要性分析

近年來隨著對煤炭資源的不斷開采，煤炭資源已經越來越少了，各地的煤礦企業要想在激烈的市場競爭中取得優勢需要節能減排，這也是煤礦企業綜合實力的重要表現。變頻技術的運用很好地實現了煤礦企業節能環保的目的，同時也為企業的可持續發展奠定了基礎。在我國當前的煤礦企業開采中，機電設備的用電量占了總量的70%以上，如果運用變頻技術可以有效節約電能，所以煤礦企業采用變頻技術對自身的發展意義重大。變頻器的選擇需謹慎，應綜合可控性、簡易性和安全性等各方面的性能，采用節能效果最高效的設備。

1.3 變頻技術的發展形式

我國的變頻技術在電子信息技術和高科技發展的基礎上取得了豐碩的成果，在實際的生產應用中也得到了不斷發展。比如，智能控制模塊的應用和變頻技術的控制方式改進等都被廣泛應用于各領域，并且取得了很好的節能減排效果。我國當前的很多煤礦企業都在機械設備中應用了變頻技術，不僅確保了機械設備的科學合理運轉，同時也使得變頻技術在其他領域的應用得到了推廣。在運用變頻技術的過程中，變頻技術的集成化程度因為自動化控制和網絡技術而得到了不斷提高，機電設備的調速功能得到了很好的改善，同時機電設備還可以有效結合計算機技術實現編程和識別等功能。[2]

2 變頻技術在現代煤礦機電工程中的運用

2.1 變頻技術在提升機中的運用

對于礦井的提升機來說，它需要在繁重和復雜的運行條件下運轉，因為其繁雜的工作條件，使得提升機需要具備較強的設備性能。在提升機工作的過程中，需要進行繁重的調速任務，啟動關閉，機電設備在反復的工作中容易出現故障，如果機電設備頻繁發生故障，其使用的周期就減少，將變頻技術運用到提升機中，不僅有效保護提升機，還能提高工作效率，同時還可以提高提升機的運行能力，降低了因調速而出現的電阻發熱損壞故障的發生，最終變頻技術應用于提升機中可以實現節能減排效果。隨著變頻技術的不斷改進和完善，很多的技術設備得到了更好的兼容性，比如提升機的專用變頻器等不僅能滿足煤礦企業的機電性能需求，同時也被廣泛使用在煤礦企業的機電生產中。

2.2 變頻技術在皮帶機中的運用

在煤礦企業的生產過程中，需要使用較大功率的皮帶機，皮帶機的工作原理是利用電機的轉動帶動皮帶轉動，然后將皮帶上的原煤通過皮帶運送到目的地。這樣的話在皮帶運轉的過程中就需要使用較大的電流，同時還需要通過皮帶和輪軸的摩擦來進行運轉。在工作中液力耦合器會產生大量的熱能，使得機器內部的油溫升高，機械老化的速度會因此而加快，同時機器設備還會存在一些安全隱患。如果將變頻技術運用在皮帶機中，那么機器運行和起停的穩定性和安全性會得到大幅提高，同時皮帶機的軟啟動效果也會得到保證。變頻技術的運用還有效提高了能量的利用率，根據相關的統計結果，運用變頻技術可以將能源的利用率提高到百分之九十以上，不僅將能源的使用效率提高了，同時也達到了節能減排的目標，使得企業的成本得到節約，從而確保了煤礦企業的效益。[3]

2.3 變頻技術在通風機中的運用

因為煤礦開采生產的特殊性，通風設備以其自身的功能在所有的設備中占據最重要的地位，在煤礦開采的過程中必須要保持開采現場的空氣流通，通風設備在開采的整個過程中必須始終處于工作狀態。隨著開采的深度不斷增加，對風壓的要求就會越來越高，這需要調整通風設備的功率來實現。這就使得通風設備面臨著兩方面的問題：一方面是需要根據開采的深度進行變動，另一方面啟動需要較大的電流。如果運用變頻技術可以有效控制通風設備的運轉情況，以此來滿足不同的開采深度需求，同時通風設備的使用壽命因為能耗得到降低而延長。隨著科技的發展，煤礦開采行業的通風設計方案也各不相同，生產時期不同煤礦風機的更換方式也不同，所以在實際操作中具有很高的難度系數。在更換風機的過程中，傳統的風機一般會被擱置，不僅造成資源的浪費，同時也影響了設備的利用效率。運用變頻技術后，可以將傳統風機的運行情況進行極好地改善，將傳統風機和變頻調控技術相結合可以不再出現重復作業問題，同時煤礦開采的通風問題也得到了解決，比如，煤礦企業如果使用傳統的通風機進行作業開采，可能需要在使用的過程中更換很多的風機，這樣不僅浪費了大量的時間和人力資源，同時也影響了礦井的通風。變頻技術的運用，可以確保在整個煤礦開采過程中僅使用一臺風機就夠了，既滿足了基本的開礦通風需求，同時也提高了設備的使用效率。

2.4 變頻技術在空氣壓縮機中的運用

一般來說空氣壓縮機是煤礦風動機電運行的基本動力，它需要利用交流電機來完成，所以電動機會一直處于高速工作的狀態下?？諝鈮嚎s機一般使用上下兩點控制的方式來進行壓力控制，也就是說交流電動機會一直處于工頻運行狀態，當預設壓力值和空氣壓縮機的值達到一致時，此時的空壓機進氣閥會關閉，也就不再有壓縮氣體產生了，電動機處于空載；在壓力不斷下降后，達到預設壓力值時，空壓機的氣閥便會打開，因此產生壓縮氣體，電動機此時處于重載。在實際的應用過程中，煤礦的實際用氣量和產氣量是不等的，這就使得空壓機不停地進行加載和卸載，這會對空壓機和整個電網造成很大的不利影響。變頻技術具有操作性強、維護便捷和高控制精度等優點，將其運用在電動機調速中，可以適當調整轉速，變頻器可以通過調節電機用電量的大小來自動調控轉速，因此改變了空氣壓縮機加載和卸載供氣的控制方式，確保供氣壓力能得到恒定，即使是在低于額定的轉速情況下電機仍然可以不間斷地運轉，這樣可以有效減少壓縮機的啟停次數。

3 小結

煤礦機電工程中運用變頻技術能大大提高工作效率，同時達到節能減排的目標，變頻技術在我國的煤礦工程中得到了廣泛的推廣和運用，同時還可以通過網絡技術實現各種機電設備的不同功能需求，因此變頻技術有著理想的發展前景。

參 考 文 獻

[1] 曹宏偉.變頻技術在現代煤礦機電中的應用[J].中國高新技術企業，2015（28）.

[2] 呂曉偉.現代煤礦機電工程中變頻技術的應用研究[J].科技創新與應用，2015（22）.

[3] 王大雷.變頻技術在現代煤礦機電工程中的應用實踐[J].硅谷，2014（21）.