試論變頻技術在煤礦機電設備中的應用

田樹河

摘 要：隨著煤礦企業機械化生產改造日益完善，煤礦開發中的機電設備用量越來越多，由此對于煤礦機械化操作效能提出了更高的要求。在煤礦生產所使用的機電設備，越來越多地采用了變頻技術，因為變頻技術不僅能耗低，而且操作更加靈活。因此，本文對變頻技術在煤礦機電設備中的應用進行探討，分析變頻技術的基本原理，闡述其在煤礦機電設備中的重要作用，對變頻技術在煤礦機電設備采煤機、提升機、皮帶機、通風機等設備中的應用。

關鍵詞：變頻技術；煤礦機電設備；煤礦生產；技術應用

中圖分類號：X752 文獻標識碼：A

隨著我國煤礦生產從粗獷型開采向精細化生產轉變，煤炭生產機械化操作越來越普遍，而為了構建節約型煤礦生產，將變頻技術引入到煤礦機電設備中，通過對機械設備的合理規劃與控制，提高煤礦生產水平，降低能耗，構建環保型生產體系是現代化煤礦企業重要的發展方向。

1.變頻技術應用的基本原理

變頻技術是一種可以靈活調節生產設備進行科學生產的一種技術，其改變了傳統機電設備固態生產模式，使機電設備更加具有可操作性，在現代化生產中具有非常重要的實用價值。目前，變頻技術已經融入到各類生產中，并結合信息技術、網絡技術、自動化技術等，使生產更加人性化。變頻技術的工作原理是通過半導體元件對交流電的控制使機電設備生產可根據需求進行調速，其中逆變器是變頻技術的主要核心元件，通過逆變器可以機電設備的通電電流和電壓發生改變，進而使電機設備具有無極變速的能力，讓機電設備能夠具有快速操作、中速操作、慢速操作等諸多的操作方法。變頻技術的主要特點是能夠使機電設備的電機根據需求進行加速和減速，在此過程中，轉變電機設備原有固定轉數的方式，使機電設備運轉可根據需求進行轉數的調整，這種方式大大降低了機電設備的損耗和能源的消耗，不僅利于生產，而且可以節約生產成本。變頻技術具有很好的可控制和可操作性，隨著自動化控制技術的發展，目前很多機電設備已經采用了人工神經網絡、模糊自動化等智能變頻，讓勞動生產更加規范化、專業化，降低人工勞動強度，提高生產產能。

2.變頻技術對于煤礦機電設備的重要作用

煤礦生產是國家重要的能源供給來源之一，改革開放以來，我國工業化發展進程越來越快，煤炭產量逐年提高，煤炭資源的儲備量大幅度減少。而由于原有的開采技術落后，造成了大量的能源浪費，并且給環境帶來了巨大的污染。隨著能源結構的改革和先進機電設備的出現，現代化、科技化能源生產，成為了煤炭企業調結構、促發展的重要支撐。由此，大批的機電設備應用于煤礦生產中，煤炭企業得到了技術上的大幅度升級改造。目前，煤炭企業機械化生產已經成為一種常態，而大量的機電設備給企業帶來的能源消耗也非常的巨大，用電量、用水量費用都是企業主要的財務支出，同時在節能減排的政策引導下，企業生產效率與降低能耗和減少污染相平衡，這就必須要采取科學的技術手段滿足各方面的需求。將變頻技術引入煤礦機電設備生產中，一方面能夠人性化生產，另一方面可節能減排，減少煤炭企業成本開銷，對于煤炭企業可持續發展具有非常重要的意義。

3.頻技術在煤礦機電設備中的具體應用

隨著機電設備的升級換代，變頻技術在煤礦機電設備中的應用范圍越來越廣，并且融入了計算機控制技術、自動化技術、智能控制技術等，使變頻技術在煤礦機電設備中的運用越來越靈活。其中在煤礦生產主要的機電設備中的應用尤為突入，如：在采煤機、提升機、皮帶機、通風機中的應用等。

3.1 變頻技術在采煤機電設備中的應用

采煤機是煤礦開采中不可或缺的機電設備，在開采過程中采煤機開采過程較為復雜，并且啟動與停止頻率較為頻繁，強行受阻會影響采煤機的使用壽命。因此將變頻技術引入到采煤機工作中，使采煤機能夠以一種勻速的方式進行工作，控制采煤機下滑和溜車的現象，實現采煤機調節精準控制。

3.2 變頻技術在提升機電設備中的應用

提升機在煤礦開采中的作用是將設備、物料、人員從地面輸送到地下，或者把設備、人員等提升到地面，起到地上與地下的運輸作用。在煤礦開采過程中，提升機每天都需要上下頻繁使用，不同物資的運輸對于速度的要求不同，例如設備的運輸的速度要比人員運輸的速度慢，如果都以運輸設備的速度運輸人員會降低煤礦生產的效率。并且頻繁地上下操作提升機所消耗的電能非常大。所以引入變頻技術，控制提升機上下運輸的速度，可以滿足不同運輸的需求，同時還可以降低電能的消耗。此外，傳統提升機在控制上下速度時會選擇通過增減電機的電阻來完成速度的變化，這種方式一方面調節速度的范圍較小，另一方面調速的穩定性難以保障，極易造成電阻的損壞。而引入變頻技術，通過電路程式來調節提升機的速度，提高了變速的范圍，并能夠提升變速的穩定性，這樣還可以延長提升機電機的使用壽命。

3.3 變頻技術在皮帶機電設備中的應用

皮帶機是運輸礦車的主要工具，由于礦料的重量大，所以皮帶機運轉需要大功率的電機，這樣在皮帶機啟動和停止過程中，都會給皮帶機造成強大的阻力，容易導致皮帶機的損壞，而且會加劇皮帶機皮帶的老化和斷裂。皮帶機如果采用勻速運輸，礦料進入皮帶機傳送和從皮帶機卸下時，太快不利于人工的操作，太慢又影響生產效率。引入變頻技術則可以通過數控使皮帶機根據需求進行調速，啟動和停止過程都予以緩沖，降低皮帶機機械的磨損，同時根據礦料上皮帶機和下皮帶機的及時操作自動變頻，使皮帶機運輸更加科學和人性化。

3.4 變頻技術在通風機電設備中的應用

通風機是煤礦井下作業必備的氣流交換設備，他可以保證井下工作人員的有氧呼吸。由于煤礦開采在隨著深度的不斷加大，換氣壓力也越來越大，通風機的功率要求就不斷的增加，所以需要通風機具有隨井深加深而不斷提高通風的能力，如果采用同一風速，可能造成在一定深度一下供氧不足，或者在較淺深度通風過大，造成能源的浪費。這就需要變頻技術對通風機進行控制，以保證在不同深度環境下作業的人員能夠擁有充足的氧氣。此外，通過變頻技術對通風機風量的調節，可以在一定程度上減少能源的消耗，為煤礦企業節約生產成本。

結語

變頻技術在煤礦機電設備的應用具有非常重要的作用，通過變頻技術可以有效地控制煤礦機電設備的啟動與停止，并通過調節變速器設備，控制煤礦的生產節奏，由此可以做到提高生產效率，降低能源消耗，實現節能環保目標。隨著煤礦機電設備智能化的發展，變頻技術的應用將更加廣泛和頻繁，并且隨著機電一體化、人工智能技術、網絡技術等的加入，變頻技術與各項技術相結合，再由變頻技術對煤礦機電設備進行控制，實現煤礦開采科技化、智能化。由此可見，變頻技術作為未來各項技術對機電設備操作的關鍵環節，在任何技術上都具有不可或缺的作用。

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