變頻技術在現(xiàn)代煤礦機電工程中的應用

文/任昕亮

社會發(fā)展對煤炭的需求與日俱增，但是相對應煤炭行業(yè)的利潤也隨之下降。在激烈的競爭環(huán)境當中，煤礦企業(yè)對于煤礦資源的開采方式更加趨向于自動化，而在煤礦企業(yè)進行自動化開采的進程當中，變頻技術的使用會就其開采過程的安全性方面起到重要的作用，在保證安全的前提之下，煤礦企業(yè)可以合理的控制自身生產(chǎn)成本，不斷提升自身的綜合實力。而雖然將變頻技術應用到煤礦生產(chǎn)中將節(jié)省大量的能耗和成本，但是該技術的發(fā)展還有很大的提升空間。

1 變頻技術應用的初步認識

變頻技術不僅能夠在煤炭行業(yè)廣泛使用，在很多行業(yè)也有巨大的前景。但無論如何其最關鍵的設備就是變頻器，這和三相異步電機密切相關。煤炭作為不可再生資源已經(jīng)無法長期滿足人類的巨大需求，更有效率的開采成為行業(yè)發(fā)展的必然要求。同時，公司也應該有強烈的憂患意識，居安思危，采用先進的開采技術，降低能耗。所以，廣泛的采用變頻技術成為行業(yè)的必然選擇。既可以節(jié)省電力的消耗，也可以降低對環(huán)境的影響。其次，在變頻技術的作用下賦予煤礦機電設備一定的自動化效果。可以通過變頻器自主調(diào)節(jié)工作的參數(shù)，將設備的運行調(diào)整到最佳的狀態(tài)。

而變頻技術在工作當中主要工作原理是將系統(tǒng)中的工頻電流轉(zhuǎn)化為直流電壓，這些直流電壓在進行一系列轉(zhuǎn)變之后，通過形成相應的頻率，最終產(chǎn)生交流電壓支持電機的運轉(zhuǎn)。在當前的煤礦機電工程當中，合理對變頻技術進行使用，不僅提高了煤礦資源開采人員的人身安全性能，并且對于在工作過程當中使用的機械設備，也可以有效降低其負荷，最終對煤礦企業(yè)產(chǎn)生更高的經(jīng)濟效益形成一定的影響。

2 變頻技術的應用迫在眉睫

（1）目前我國進行經(jīng)濟去杠桿，淘汰過剩的產(chǎn)能，很多高耗能企業(yè)面臨淘汰重組，煤炭行業(yè)經(jīng)過很多年粗放的發(fā)展已經(jīng)進入了逐漸良性發(fā)展的軌道；

（2）新能源經(jīng)濟成為未來發(fā)展的趨勢，意味著其必然取代傳統(tǒng)的煤炭行業(yè)的部分地位；然后，在不可再生資源日益減少的今天，節(jié)約使用、高效開采成為全民的共識，同時也是行業(yè)發(fā)展的必然要求。

（3）市場競爭日益激烈的今天，企業(yè)要想在市場上始終占有一席之地，必須不斷對自身實力進行優(yōu)化提升，通過不斷發(fā)展的新興技術來提升自己的核心競爭力，防止被市場淘汰。

對此，煤礦資源開采的企業(yè)必須對市場進行深入了解，在不斷變化的市場環(huán)境當中選擇最適合自身發(fā)展的道路，采用以變頻技術為代表的新技術必然是煤礦機電工程的選擇，只有通過不斷改進自身開采過程當中的技術能力，煤礦企業(yè)才能在有效降低自身成本費用的前提之下，獲得較之行業(yè)其他競爭對手更為高額的利潤，使企業(yè)不斷增添新的活力，長期發(fā)展下去。

3 變頻技術在煤礦機電工程的應用

3.1 變頻技術在空氣壓縮機中的運用

在傳統(tǒng)的實踐中主要通過空氣壓縮機給煤礦風動機提供動力，導致電機一直處于工作的轉(zhuǎn)態(tài)。其次，壓縮機需要通過控制調(diào)節(jié)壓力的大小。所以，氣體含量小于實際需要的含量時，空氣壓縮機一直處于高頻率的運行狀態(tài)，嚴重影響電網(wǎng)其他設備的正常使用。但是在技術的加持下這種狀況會極大地改變，可以實時監(jiān)控設備的運行，不斷調(diào)整電極的用氣量，從而可以有效控制設備的運轉(zhuǎn)速度，減少空氣壓縮機的運轉(zhuǎn)頻率，提升效率。并且在煤礦資源開采中期，對于其施工的實際操作難度會要求更高，操作過程也會非常復雜，再次過程當中，機器設備出現(xiàn)故障的時候，空氣壓縮機往往會由于機器設備維修難度較高、長時間處于不工作狀態(tài)而閑置在現(xiàn)場，這就造成了在煤礦資源的開采過程當中，出現(xiàn)了大量的資源浪費現(xiàn)象，空氣壓縮機的使用率也會明顯降低。對此，在空氣壓縮機當中使用變頻技術便可以有效避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，起到良好的節(jié)能效果。

3.2 變頻技術在采煤機中的應用

采煤機在這個系統(tǒng)中的作用至關重要，出現(xiàn)故障影響整體的運行，通過變頻技術不僅可以降低采煤機事故的次數(shù)，而且在煤礦機電工程當中，可以大幅度降低電量使用，從而進一步降低在此過程當中的機械成本以及制造成本，為企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟利潤產(chǎn)生積極的影響。因為變頻技術可以通過能量回饋達到節(jié)電的目的，還可以牽引采煤機的運行。其次，還可以通過逆變電路和交流電的相互作用，大量節(jié)省用電。

3.3 變頻技術在煤礦資源開采人員安全方面的應用

變頻技術在煤礦風機中的運用對煤礦企業(yè)來說通風設備關系人員的安全，一直處于工作的狀態(tài)。但是隨著開采深度增加，煤礦風機的功率也隨之增加。煤礦風機的安全可靠以及節(jié)電成為重要的考慮因素。現(xiàn)實中由于通風的設計不盡相同，后期的維護和更新難度也有所差異，并且在維護過程中通風設備處于短暫的閑置狀態(tài)，得不到合理的運用，而且長期閑置會嚴重威脅工作人員的生命安全。但是變頻技術的使用會很好地改善這種不合理的狀態(tài)，因為變頻技術和風機的組合可以減少重復的作業(yè)，而且對煤礦的通風問題也可以很好地解決。主要得益于變頻技術很好地解決通風、效率以及人員的安全之間的關系。

3.4 在礦井機提升機中的運用

礦井提升機的工作條件極為復雜，設備的可靠性、人員的安全以及生產(chǎn)的效率都必須得到保證。但是礦井提升機一直處于不斷啟停狀態(tài)，設備的磨損比較嚴重，使用的年限也會大大降低。但是變頻技術的使用可以動態(tài)監(jiān)測工作的狀態(tài)，對啟停、加速、減速合理的控制，減少機械之間的相互沖擊。因此，人員可以根據(jù)工作的需要進行轉(zhuǎn)速的控制。

3.5 在皮帶輸送機中的運用

皮帶輸送機是常用的運輸設備，以往主要有相應的電機帶動皮帶的運轉(zhuǎn)實現(xiàn)煤炭的運送，但是借助液力耦合器進行啟動嚴重影響電力的穩(wěn)定，皮帶的嚴重磨損增加后期的維護成本。但是變頻技術很好地改善了這一狀況，無需借助液力耦合器實現(xiàn)啟動，實時監(jiān)測皮帶的運行狀態(tài)、表面的張力。所以，對整個電力的穩(wěn)定和皮帶的磨損都有很好的改善作用。

3.6 在水泵中的運用

和我們常見的水泵有所不同的是煤礦中的水泵不僅可以實現(xiàn)液體的抽取，還可以進行增壓的工作。水泵在長期的運行中出現(xiàn)電能的極大消耗和設備磨損是常見的現(xiàn)象，但是通過變頻技術的運用可以很好地控制額定的運行限度，合理的開始運轉(zhuǎn)速度和啟停時間，從而降低運行的故障。

3.7 在皮帶設備中的應用

在煤礦企業(yè)機電工程實踐當中，往往會有很多環(huán)節(jié)需要使用皮帶設備。煤礦資源的開采過程會通常是在井下進行，對于工作人員開采的煤礦資源，需要進行長達幾百米的傳輸，而在這一傳輸過程當中，傳輸機設備通常很大程度依賴于皮帶設備。在皮帶運輸機啟動之時，通常需要較大的瞬時電壓對其進行啟動，如果運輸機設備啟動時需要的這一瞬時電壓未能得到較好的控制，那么運輸機當中的一些元件設備便會產(chǎn)生一定的損耗，長此以往會對煤礦資源的開采過程的順利進行產(chǎn)生不利影響，浪費煤礦企業(yè)對資源開采時所消耗的人力以及機械成本。而皮帶運輸機在啟動之后，雖然之后的傳輸工作依靠于皮帶與滾筒之間摩擦產(chǎn)生的作用力來進行，但是在這一過程當中，摩擦會產(chǎn)生大量的熱量，皮帶的熱度會不斷升高。如果不能及時對這些熱量進行釋放疏散，不僅皮帶的質(zhì)量會受到影響，而且在長期的工作之后，皮帶的磨損會對煤礦資源的開采過程留下非常重大的安全隱患。對此，變頻技術的使用便有效解決了皮帶傳輸機在工作過程當中可能出現(xiàn)的上述問題，從控制啟動時的電流以及減少傳輸過程中摩擦產(chǎn)生的熱量兩個方面著手，在解決上述問題的同時進一步提升皮帶運輸機的使用壽命。

4 結(jié)束語

社會的發(fā)展必然是機械取代人工的一個過程。機械設備的應用將在社會各個角落，但是如何合理的使用機械就是我們必須認真考慮的話題。因為資源的有限性和人類發(fā)展持續(xù)性的客觀現(xiàn)實，要求人們不斷改進技術、節(jié)約資源、降低能耗。其次，每個行業(yè)有其自身的發(fā)展規(guī)律，在尊重規(guī)律的基礎上合理的布局、著眼未來才有出路。變頻技術在現(xiàn)代煤礦機電工程中的應用就是很好地體現(xiàn)。煤礦行業(yè)的發(fā)展早已不是粗放的發(fā)展模式，必須有新技術的加入才符合目前的發(fā)展現(xiàn)實。變頻技術的使用就很好地迎合了現(xiàn)實生產(chǎn)發(fā)展的需求，既可以為社會牟利，也可以為自身的發(fā)展增強競爭力。所以，通過變頻技術合理的調(diào)整生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，減少不必要的消耗，使各個環(huán)節(jié)合理配合，達到生產(chǎn)效率的最大化。