變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

何明軍 姜瑞成 趙輝

（山東魯能魯西煤礦，山東 濟(jì)寧 272000）

我國煤炭行業(yè)作為開采煤炭資源為主的行業(yè)，是國家經(jīng)濟(jì)的重要支柱，為國家源源不斷的供應(yīng)能源。在煤礦機(jī)電設(shè)備中使用變頻技術(shù)，能夠有效的降低礦井提升機(jī)、采掘機(jī)等機(jī)電設(shè)備的能源消耗，提升相關(guān)機(jī)電設(shè)備的性能，對于促進(jìn)煤炭行業(yè)的發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用。

一、變頻技術(shù)的主要定義

一般來說，變頻技術(shù)主要是針對電流頻率的技術(shù)進(jìn)行改變，而變頻器就是一種針對變頻技術(shù)進(jìn)行實現(xiàn)的控制裝置。而一般的變頻器構(gòu)成都比較復(fù)雜，主要包括鍵盤、電腦控制主板以及電容等等器件。通過合理的結(jié)合，可以使得變頻器逐步改變電流頻率。而從前所應(yīng)用的電氣設(shè)備中，對于電流頻率是無法實現(xiàn)改變的，在相關(guān)設(shè)備運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)速也無法實現(xiàn)改變，這就使得設(shè)備壽命不斷減少，電能也得到了浪費，而通過變頻技術(shù)可以對于以上的問題進(jìn)行有效的解決。原因在于可以針對設(shè)備實現(xiàn)運轉(zhuǎn)速度的轉(zhuǎn)變，可以根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)需求實現(xiàn)設(shè)備的合理調(diào)節(jié)，逐步實現(xiàn)電氣設(shè)備整體技術(shù)含量的提升。

二、變頻技術(shù)的基本作用

在煤礦生產(chǎn)過程中，變頻技術(shù)逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，也在應(yīng)用過程中穩(wěn)定以及有效的發(fā)揮著作用。首先是調(diào)速，通過在提升集中采用轉(zhuǎn)子串電阻的方法進(jìn)行調(diào)速，利用這種方式在調(diào)度范圍上比較小，同時準(zhǔn)確率也不高，這就降低設(shè)備安全性，使得在設(shè)備使用過程中形成設(shè)備損壞，進(jìn)一步降低設(shè)備使用壽命，維修費用也得以提升。而利用變頻技術(shù)實現(xiàn)調(diào)速，在操作上相對簡單，設(shè)備運行更加安全，設(shè)備損壞也會進(jìn)一步降低，設(shè)備性能得以提升。第二點就是節(jié)能，在風(fēng)機(jī)以及壓縮機(jī)等等機(jī)電的設(shè)備中，實現(xiàn)調(diào)節(jié)流量的方式一般都是通過調(diào)節(jié)氣門開度方式，但這會造成電能的浪費，經(jīng)濟(jì)效益也會進(jìn)一步降低。而通過變頻技術(shù)進(jìn)行流量的調(diào)節(jié)，就會很大程度上避免浪費現(xiàn)象的發(fā)生，節(jié)能效果良好。此外，變頻技術(shù)的優(yōu)勢還有很多，例如針對產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化的提升、進(jìn)一步促進(jìn)設(shè)備體積的減小等等，但是最主要的方面還是調(diào)速以及節(jié)能。

三、變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

（一）提升機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

提升機(jī)在煤礦開采中的作用是將設(shè)備、物料、人員從地面輸送到地下，或者把設(shè)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(jī)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(shè)備的運輸?shù)乃俣纫热藛T運輸?shù)乃俣嚷绻家赃\輸設(shè)備的速度運輸人員會降低煤礦生產(chǎn)的效率。并且頻繁地上下操作提升機(jī)所消耗的電能非常大。所以引入變頻技術(shù)，控制提升機(jī)上下運輸?shù)乃俣龋梢詽M足不同運輸?shù)男枨螅瑫r還可以降低電能的消耗。此外，傳統(tǒng)提升機(jī)在控制上下速度時會選擇通過增減電機(jī)的電阻來完成速度的變化，這種方式一方面調(diào)節(jié)速度的范圍較小，另一方面調(diào)速的穩(wěn)定性難以保障，極易造成電阻的損壞。而引入變頻技術(shù)，通過電路程式來調(diào)節(jié)提升機(jī)的速度，提高了變速的范圍，并能夠提升變速的穩(wěn)定性，這樣還可以延長提升機(jī)電機(jī)的使用壽命。

（二）皮帶機(jī)中的應(yīng)用

皮帶機(jī)在煤礦生產(chǎn)中通過電機(jī)產(chǎn)生動力牽動皮帶運轉(zhuǎn)，將皮帶上礦料以皮帶運輸。皮帶運轉(zhuǎn)依靠滾筒、皮帶摩擦力，在皮帶機(jī)啟動時需要足夠的電流才能使皮帶運轉(zhuǎn)，因此在啟動過程中會占用很大功率，不利于降低能源消耗目標(biāo)的實現(xiàn)。國內(nèi)大部分的煤礦皮帶機(jī)以液力耦合器實現(xiàn)皮帶機(jī)軟啟動。因為啟動時會產(chǎn)生較大的電機(jī)電流，導(dǎo)致電路電壓不穩(wěn)定，很容易損壞皮帶。此外，因為會有大量熱量產(chǎn)生于耦合器工作過程中，這樣就顯著提升了機(jī)器內(nèi)部的油溫，機(jī)械磨損遭到加劇，威脅機(jī)器設(shè)備使用安全。通過將變頻技術(shù)運用到皮帶機(jī)中，設(shè)備軟啟動功能得到實現(xiàn)，可以促使設(shè)備更加穩(wěn)定的運行和起停。相對傳統(tǒng)的耦合器來說，大大提高了能源的利用效率，有效地減少了能源的消耗。與此同時，還大大節(jié)約了設(shè)備維護(hù)修理的費用，能夠切實保障煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

（三）采煤機(jī)中的應(yīng)用

采煤機(jī)對于煤礦的生產(chǎn)有著極其重要的作用，由于采煤機(jī)必須要適應(yīng)不同的采礦環(huán)境，因此采煤機(jī)必須要有較高的性能。采煤機(jī)通常是一拖一雙電機(jī)控制的方式，需要用兩臺變頻器分別對兩臺交流牽引電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，然后再由兩臺牽引的電機(jī)實現(xiàn)采煤機(jī)的行走。在采煤機(jī)上應(yīng)用變頻技術(shù)能夠?qū)Σ擅簷C(jī)的零部件起到很好的保護(hù)，使采煤機(jī)可以長時間、連續(xù)的進(jìn)行使用，在采煤機(jī)停止時對其做到很好的控制，降低可能在停止過程中出現(xiàn)的對采煤機(jī)零部件和電機(jī)的沖擊，提高了采煤機(jī)的使用壽命，減少了對于采煤機(jī)上的成本和時間投入，進(jìn)一步的優(yōu)化了煤礦的采煤工藝。

（四）通風(fēng)機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

通風(fēng)機(jī)是煤礦井下作業(yè)必備的氣流交換設(shè)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(fēng)機(jī)的功率要求就不斷的增加，所以需要通風(fēng)機(jī)具有隨井深加深而不斷提高通風(fēng)的能力，如果采用同一風(fēng)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(fēng)過大，造成能源的浪費。這就需要變頻技術(shù)對通風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，以保證在不同深度環(huán)境下作業(yè)的人員能夠擁有充足的氧氣。此外，通過變頻技術(shù)對通風(fēng)機(jī)風(fēng)量的調(diào)節(jié)，可以在一定程度上減少能源的消耗，為煤礦企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本。

結(jié)束語：

煤炭行業(yè)在我國的經(jīng)濟(jì)體系中有著非常重要的價值，而要想使得我國煤炭行業(yè)得到進(jìn)一步的發(fā)展，就需要進(jìn)一步提升煤礦機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用水平。通過在煤礦機(jī)電設(shè)備中進(jìn)行變頻技術(shù)的合理應(yīng)用，其能夠使得該繼電設(shè)備具有良好的調(diào)節(jié)能力以及節(jié)能效果，并可以使得設(shè)備的損害率得到大幅度的提升。