在現代化煤礦企業中應用電力電子技術的探討

楊歡

摘 要：煤炭資源在我國各領域中廣泛應用，經煤礦企業在日常階段大力開采與生產，能保證煤炭資源使用量的充足性，應用現代化技術手段與配套設施，增強現場作業安全性、可靠性，其中就包括電力電子技術，改變傳統化生產方式，推動我國煤礦企業向智能化、機械化方向發展，并把電力電子技術貫穿到煤礦企業中，能為煤炭資源地質勘察、開采、生產等提供有利條件，幫助煤礦企業創造巨大的經濟效益。

關鍵詞：煤礦企業;電力電子技術;煤礦生產

引言：

煤炭資源生產階段所消耗的成本較大，電能功耗比例較高，在新時代發展背景下，我國科技水平不斷提升，電力電子技術成為重要產物，在煤礦企業中增大應用力度，在各項工作環節中均能提供有利條件，可減少煤炭資源生產階段的人員數量，此方面的投資成本有效降低，并增強現場作業安全性，選擇機械設備與技術手段創新新型的生產模式，節約能源的同時，還能符合現代化煤礦企業發展要求。

一、電力電子技術內涵分析

電力電子技術，屬于一種新興學科，集電子學、電工原理、自動控制于一體的技術，在現代化煤礦企業內部發展中發揮著重要作用。所選擇的電力電子器件基本材料，是以半導體材料為主，依據單晶硅理論基礎，在煤炭資源生產工藝技術、工藝質量等提升方面均產生巨大影響。

在近代新型電力電子器件中，微電子學技術也被廣泛應用，新興技術手段在應用時是以“電子學理論”為基礎，根據器件特點、使用需求、電能轉換等研發電能“轉”電路，具備信息處理、內容顯示、安全保護、繼電接觸等條件，在電路分析中就能進行差異性探究，構建多種用途的整機，也就是目前的電力電子裝置，有相應的配套設施，在煤炭資源生產中發揮著巨大作用[1]。

二、電力電子技術在現代化煤礦企業中的應用

（一）變頻器控制帶式輸送機

電力電子技術應用十分廣泛。礦山開采也不例外，例如煤礦井下經常用到的軟啟動裝置和變頻器就是電力的子技術的重要產物，電力電子器件是它們的核心部件。就拿變頻器控制的膠帶機與全電壓直接啟動帶式輸送機對比分析，變頻器拖動帶式輸送機啟動、停機程序得到合理優化，主要是設置驅動系統，采用S形曲線啟動，增強膠帶機啟動平穩性。同時，在啟動過程中啟動電流小，降低了對供電干線電壓影響程度，不會對其他并聯用電設備運行造成影響;變頻調速驅動系統僅從電網吸取功率，就能滿足生產需求，可根據實際情況適當調節變頻膠帶機的電動機轉速而改變帶速;節能效果突出，是因機械調速方式改變，主要由變頻調速裝置輔助，在變轉矩應用場合下，可節約15%-20%或更多能源;直接啟動定速電機啟動時，如果供電設備短路整定偏小而在膠帶機啟動電流的沖擊下短路保護可能會跳閘而無法啟動，如果將供電設備的短路整定調整到大于電動機啟動電流時，當供電線路末端發生短路時產生的最小兩相短路電流可能小于短路整定值而無法起到短路保護作用，造成事故。因變頻器控制的電動機啟動電流小解決決了這一供電難題;如果采用閉環力矩控制，使用1024脈沖與閉環力矩控制技術，可精準獲取每臺電動機的動態特性、速度精度。再加上變頻膠帶機啟動時皮帶速度由慢到快平滑提速，減小對機械部件的沖擊，降低安全事故發生率。

（二）電力資源控制

工作要點放在采掘機械中的電力電子技術合理應用方面，分析煤炭資源生產中重要的機械設備也包括采煤機械、掘進機械等，均屬于大型裝置，在實踐階段發揮著重要作用。雖然此類設備能滿足煤炭資源生產需求，但在實踐階段所消耗的電力資源較大，使項目投資成本增大，無法保證煤炭資源生產較大的經濟效益[2]。

經電力電子技術的有效應用，提升現代化煤礦企業技術水平與研發能力，主要是對電牽引采煤機的電機功能進行改善，展現出其獨特的啟動方式，增強電機自身性能、安全性等，符合現代化煤礦企業使用要求，并在設備投入方面無需消耗更高成本，整體技術水平也會顯著提升。

（三）變頻電機性能強化

電機耗能在煤炭資源生產階段所占比例較大，尤其是在各類大型設備使用過程中，隨著電耗量的持續增加，電機呈現感性負載狀態，影響設備功率因數，為設備節能研發與創新提供有利條件。同時。在變頻電機節能改進階段，還需注意電控系統的穩定性、安全性，分析系統中各轉子連接也會消耗部分電能，所連接的電阻加速，增大設備維修難度與工作量。

針對此情況，也可應用到電力電子技術，只需優化變頻電機的風機結構、強化功能等，就可提升設備運行效率，降低投資成本與維修工作量，設備技術水平顯著提高，在此方面降低能耗，并為現代化煤礦企業創造巨大的經濟效益。

（四）連采設備技術應用

依然是考慮電力電子技術在現代化煤礦企業中的應用成效，分析煤炭資源開采難度與生產條件，經多項技術手段應用，能在機械設備性能、功能等方面不斷創新，能在優化中滿足煤礦生產要求。其中就包括連采工作面中的電力電子技術及電力電子器件應用[3]。

首先，久益連采機的牽引電動機用的是變頻調速，為交—直—交電壓型變頻器，整流和逆變都使用IGBT模塊來完成。

其次，久益直流牽引梭車，行走使用直流電機，用三相橋式全控整流電路來調速，通過改變加在晶閘管門極觸發脈沖出現的時刻，即改變觸發角的大小來改三相全控橋整流電路直流輸出電壓平均值從而改變電機的電壓來改變直流電機的轉速，這樣就起到了改變梭車行走速度的目的了。

最后，DBT488鏟車行走牽引直流電動機用的是直流降壓斬波電路來調速，通過調節導通占空比來調整供給串勵直流電機的電壓，從而改變直流電動機的轉速，使用的開關元件為IGBT模塊。

三、煤礦電力電子技術的發展趨勢

與其他發達國家項比較，我國在煤礦電力電子技術研發與應用方面起步較晚，雖然在技術水平方面會與發達國家有一定差距，但也有巨大的創新空間，在思維理念、技術手段、研發等方面不受限制，主體核心放在研發具備自主知識產權的煤礦開采技術、配套設施等方面。再加上計算機設備專家機制創建，強化設備性能，結合工作內容及使用需求，可在設備中增設通訊功能，便于對煤炭開采及生產工作進行綜合化、自動化的管控，最大化地滿足現代化煤礦企業創新發展需求。尤其是在井下作業時，在現場作業前能借助新技術、新設備開展勘察工作，并把勘察工作所獲取的信息數據及時回傳與記錄，經其他部門獲取信息數據后詳細分析，既能對井下作業情況及實際條件全面掌握，又能降低井下作業風險，為作業方案、安全管控措施等編制均提供有利條件，并把煤礦機器人設定為煤礦機電一體化技的研究重點。

從電力電子技術自身特點方面探究，其有較強的適應性、較高安全性，在實踐應用中能最大化地滿足作業需求，提升現場作業質量與效率，均能突出此項技術獨有的特點與優勢，使其在現代化煤礦企業中廣泛應用，成為煤炭資源生產中必不可少的基礎條件，降低人員工作強度的同時，還能顯著提升煤炭資源生產能力、技術水平，保證煤炭資源生產項目巨大的經濟、社會效益[4]。

例如：某現代化煤礦企業就對此項技術應用引起重視，并對此方面的人才加大培訓與管理力度，在礦井照明裝置中應用電力電子技術，開發低成本、性能先進、可靠性突出的電子整流器;或者是高頻逆變式鎮流器，均關系到煤炭資源生產設備節能效果，推動現代化煤礦企業持續發展。

結語：

基于新時代背景下，現代化煤礦企業在電力電子技術應用方面引起重視，依據自身發展現狀及煤炭資源生產效益全面分析，借助先進的技術手段改造輸送機、控制電力資源、強化變頻電機性能、提升采掘設備技術水平等，在實踐中對常規問題持續分析，能編制完善的管理制度與措施，滿足井下作業需求，保證社會效益、經濟效益最大化。在此基礎上，還能增強現代化煤礦企業綜合能力，具備較強的創新意識與能力，善于自主研發與創新，在各項技術手段正確應用下，穩定企業在行業中的發展地位。

參考文獻：

[1]李歡.煤礦電力系統有效利用技術優化及效果分析[J].電子元器件與信息技術，2020，4（05）：135-136.

[2]梁偉.電力電子技術在煤礦企業生產中的應用[J].電子技術與軟件工程，2019，68（09）：225-225.

[3]錢成龍.電力電子技術與煤炭企業電力節能技術的應用[J].電子技術與軟件工程，2019，32（09）：229-229.

[4]趙純寶.煤礦機電技術分析[J].中國新技術新產品，2018，6（13）：44-45.