變頻控制技術在煤礦機電中的應用

文/臧利華

近年來，計算機技術、自動控制技術、電子技術等技術的發展呈現出日益加快面貌。與此同時，變頻控制技術也在日常的生產中得到很好的應用，并發展相對成熟，又因為其具有節能、環保等特點，使其成為新時期生產過程當中的一種極為重要的技術。近年來，相關工作人員開始將這項技術融入煤礦電機中，并取得了良好的效果。

1 變頻控制技術

1.1 變頻控制技術的概念

變頻控制技術是一種綜合性的技術，它將電力電子技術、微機技術和電傳動技術集合在一起，呈現出機電一體、強弱電混合的效果。在實質上，變頻控制技術是一種對電能做出控制的技術，即利用電力半導體器件的通斷作用來將一種工頻電源轉換為另一種頻率的裝置。這一項技術的基本原理是將整流橋來將工頻電壓轉化為直流電壓，繼而將逆變器轉換為電壓和頻率都可以進行調節的驅動電源，最終的目的是提供合適的電壓和電流，以促進電動機無極調速能夠很好地實現。變頻控制技術作為一種調速方式，具有高效性、無附加轉差損耗的特點。在目前形勢之下，能源危機是一個嚴峻的問題，變頻控制技術在這一大背景之下受到重視的原因，就在于其能夠將平滑、自動減速和增速做到平滑，從而進一步提升機電設備的工作效率。

1.2 變頻技術的發展

在在形勢之下，電力電子和控制理論技術的發展速度日益加快。在這個大背景之下，變頻技術的發展空間十分廣大，并且在應用上范圍也較為廣泛、發展速度較快。將智能模塊應用到功率器件當中、將控制理論進行不斷改進等措施使得變頻技術具有很多優勢。

1.3 變頻控制技術在煤礦生產過程當中的重要性

在現階段，我國社會呈現出快速發展的面貌，我國的工業生產速度也在日益加快。在這樣的趨勢之下，社會對于能源的需求量較大，對于能源的應用也較多。現階段，我國的能源供求大致平穩。作為一項重要的基礎性能源，煤礦這項能源在我國人民群眾的日常生產與生活當中發揮著重要的作用，占據著關鍵性地位。然而，我國的煤礦資源的開采已經形成了過度開采的局面，在現階段，我國的煤礦資源儲存量在不斷降低，由此可見，在我國生產生活所需的能源當中，企業間對煤炭資源的競爭較為激烈。按照這一情況來看，為了改善競爭情況，需要提升相關企業開采煤炭的效率，以緩解煤炭資源的緊張問題。然而，若想使得企業在生產當中的效率得到提高，需要提高開采資源的設備的效率。當然，在提升效率的同時，減少排放物污染和環保節約是必不可少的。由此看來，煤礦企業需要將最新的、科學的、高效的技術應用到煤礦開采生產過程當中，以實現節能減排、高效生產的目的。在這樣的情況下，變頻控制技術顯現出巨大的優勢，在煤礦生產過程當中進行應用具有極大的重要性。

2 變頻控制技術在煤礦機電設備當中的具體應用

按照現在的情況來看，煤礦企業的競爭越來越激烈，以此，變頻控制技術在煤礦行業當中的應用空間十分廣泛，且其自身具有相當充足的優勢。雖然，變頻控制技術在煤礦行業的應用沒有達到相當成熟的境界，但是為煤炭行業創造效益方面發揮了重要作用。

2.1 變頻控制技術在礦井提升機當中的實際應用

礦井提升機的主要作用是在煤礦當中安全地輸送人員和物料，在煤礦生產過程當中發揮著重要作用。在傳統的技術當中，礦井提升機的運行是依靠電阻帶動電動機工作的，然后與鼓型控制器結合在一起以方便對速度進行調整。但是，這樣做有一個缺點，那就是電阻小號存在較多，容易發生一些危險情況，例如：散熱不理想等。傳統模式下的控制系統只能進行一些有機調速之類的工作，這也是通過將電阻加入電動機轉子的方式來實現的。這樣的模式具有電阻消耗較大、散熱不通之類的問題。與此同時，由于電阻的調速范圍較小，因此，工作的精確度得到保障的情況難以實現。然而，將變頻控制技術應用到礦井提升機當中大大改變了先前的不利狀況，使得以上的困難以及問題都得到了良好的解決。變頻控制技術的應用，使得設備的保護性以及系統性得到大大提高，更能夠使得機器更好地實現平滑、無極加速和減速。變頻控制技術在礦井提升機當中的實際應用，主要包括以下三個方面。

（1）控制繼電器，需要少量的外部線路即可完成操作，使得繼電器的數量為之減少，從而在很大程度上減少了故障問題以及空間不足問題的頻繁出現。

（2）在對系統故障進行解決時，通過編程器和觸摸式顯示屏的結合來對故障進行排查，使得處理流程更加簡便，而且可以更好地掌握電機以及機械的故障。

（3）與編程器一起工作，將指令變換作為工作形式，從而實現對電控系統中的繼電器的邏輯關系進行良好控制，使得電路圖與梯形圖能夠自由地發生轉換。

2.2 變頻控制技術在通風機當中的實際應用

通風機的主要功能是擔當礦井的“呼吸”系統，在礦井工作所需的設備當中發揮著重要作用，并且占據著主要位置。主通風機在全天時間內都會進行運轉，對于煤礦的日常生產發揮著關鍵性的作用。在現階段，煤礦巷道在不斷延長，掘進開采也在不斷進行延伸，雖然在工作的過程當中，通風機所制造的風量并不是很大，但井下風加壓的持續性是必不可少的，與此同時，也需要不斷增加風機的功率。將變頻控制技術應用到通風機當中進行工作，可以使得根據巷道風向的不同要求進行簡便快捷的調整，是的浪費的現象有所改善，從而最終創造出較為理想的效果。與此同時，將變頻控制技術應用到通風機當中之后，通風機發生了改變，相對于之前始終處于滿負荷狀態，通風機的狀態有了明顯好轉。由此可以使得通風機在進行工作時保持一種較低的運行速度，使得工作當中受到的電器沖擊和機械強度都有明顯的降低，保障通風機的使用壽命得到延長，并進一步減少了維修的頻率。其中值得一提的是，通風機在經過變頻控制技術改造之后，需要使得兩臺機器保持一致的運行頻率，以便使得兩臺機器保持一致的轉速，從而避免了由于轉速不相同而造成的風阻問題。

2.3 變頻控制技術在皮帶機中的實際應用

變頻控制技術應用到皮帶機當中，其應用與工作的原理十分簡單。皮帶工作主要是通過摩擦力來進行的，變頻控制技術的主要功能是對皮帶施加一種張力，從而使得變形現象和更大的摩擦力在皮帶上產生。在傳統的工作當中，工作啟動時，皮帶所需的時間較短，因此，在運行這一方面，皮帶受到了腳大的限制。這項工作對皮帶提出了更高的要求，需要皮帶本身的韌性較強，而且，對于其不老化的保質期較長。然而，在變頻控制技術應用到皮帶機當中后，皮帶機若想將動態進行調整，需要承受重力對自身的運作功率即可。在這樣的操作當中，機電工作的頻率是保持恒定的，其運行速率也是可以保持恒定的。

3 小結

市場經濟在追求通常意義下的經濟的同時，也在追求著效益經濟，產品要想獲得更高的競爭優勢，需要做到在同樣的競爭產品當中消耗更少的能源。對于煤礦生產來說，將變頻控制技術應用到煤礦生產當中，將會使得電能能夠實現最為經濟的利用，使得電能得到節約，從而進一步降低生產的成本。按照目前情況來看，在煤炭生產的未來過程當中，變頻控制技術將為產業創造更高的效益。