现代煤矿机电工程中变频技术的应用研究
现代煤矿机电工程中变频技术的应用研究
作者：吕晓伟
来源：《科技创新与应用》2015年第18期
摘要：变频技术已经在各个行业广泛应用，特别是为煤矿机电工程的发展提供了强有力的技术支撑。通过变频技术实际应用可知，使用变频技术不仅可以提高机电设备的工作效率，还能达到节能环保的目的。文章对变频技术的工作原理进行了简要概述，重点阐述了变频技术在煤矿机电工程中的应用情况，对变频技术的发展给予了展望。
关键词：煤矿；机电工程；变频技术
近几年，煤矿机电设备技术水平不断提高，其中，多数煤矿企业在生产的过程中使用变频技术，目的是减少机电设备的耗能，也能减少企业的成本支出，提高企业的经济效益，文章对现代煤矿机电工程中变频技术的应用研究具有重要的现实意义。
1 变频技术在煤矿机电设备中应用的理论概述
1.1 变频技术工作原理
为了满足机电设备的动力需求，在煤矿机电设备的动力设计中采用变频技术，能够满足机器设备正常工作需要的动力，同时还能减少能源，使机器设备不用在满载负荷的情况下进行工作，从而减少机电设备产生多余的力矩。变频技术是一项结合了强弱电与机械设备的综合技术，主要包括了点击传动技术、计算机技术和电力电子技术。变频技术的基本原理就是通过半导体元件将工频电流信号转换为其他频率，再将转换的工频交流电进一步转换为直流电，依靠逆变器对电压和电流进行控制调节，使机电设备能够达到无级调速。
1.2 煤矿生产中变频技术应用的重要性
我国各地区的煤矿资源经过多年的开采已经越来越少，对于煤矿企业来说，只有提高机电设备的节能效率和降低向空气中排放的污染物才能在激烈的市场中保持长久的发展，这也是煤矿企业综合实力的标准，随着多数企业在机电设备中应用变频技术，不仅实现了节能环保的目的，还提高企业的市场竞争力，为企业健康稳定的发展奠定了基础。目前，在煤矿开采的过程中，通常机电设备的用电量占总用电量的70%以上，自从使用变频技术，大大节省了电能，通过发挥变频技术节能优势，对煤矿企业的生产发展具有重要的意义。而且在选择变频器的时候，要对变频器的安全性、简易性和可控性等方面进行综合考察，从而选择高效节能的变频设备。
1.3 变频技术的发展形式
在高科技和电子信息技术应用的基础上，我国在变频技术的研究上取得一系列的成果，完善了变频技术的理论，同时在实际应用上也有了很大的发展。其中变频技术控制方式的改进，智能控制模块的应用和其他功能的拓展都在各个领域广泛应用，主要是在节能环保方面取得了很好的效果，目前，很多煤矿企业在机械设备应用的过程中采用变频技术，从而有效的控制机械设备的运转，进一步推动了变频技术在其他领域的应用。在变频技术的应用的过程中，通过利用网路技术和自动化控制使得变频技术的集成化程度不断提高，既能在机电设备上实现基本的调速功能，同时结合计算机网络技术实现机电设备的编程和识别等功能。
2 变频技术在煤矿机电设备中的应用分析
随着煤矿企业广泛应用变频技术，使得变频技术的价值性更高，并且在机电设备的操作过程中，变频技术的操作更加智能化，并且通过计算机网络能够实现对设备的远程控制。
2.1 变频技术在提升机中的有效应用
通常矿井提升机都是在复杂和繁重的运行条件下工作的，由于工作条件的繁杂，对提升机的设备性能的要求也在不断提高。一般工作时，提升机的调速任务非常繁重，要不断的启动和关闭，容易导致机电设备发生故障，随着机电设备故障的提高，大大减少了机电设备的使用周期，而自从在提升机中应用变频技术，对提升机起到了重要的保护作用。提高了机电设备的工作效率，在提升机中应用变频技术不仅能有效的提高提升机的运行能力，减少机电设备调速导致的电阻损坏。而且通过使用变频设备的内部软件也可以有效的提高提升机的运行能力，降低提升机发生故障的频率，从而减少机电设备的损害。最重要的是在提升机中应用变频技术可以高效的达到节能环保的目的。通过变频技术在实际应用中可以了解，变频技术也在不断的改进和完善，很多新的技术设备具有很好的兼容性，例如，提升机专用变频器和风光提升机变频器等，满足了煤矿企业对机电设备性能的需求，同时在煤矿企业机电和生产过程中被广泛使用。
2.2 变频技术在皮带机中的有效应用
在煤矿企业生产过程中，皮带机的功率相对较大，其工作原理是利用电机转动来带动皮带运转，最后将皮带上的矿料沿皮带运输到目的地。皮带机在运转的过程需要足够大的电流，并且通过轮毂与皮带之间的摩擦力来实现运转。此外，液力耦合器在工作的过程中会产生大量的热能，加速机器内部油温的升高，不仅加快了机械老化的速度，还给机器设备埋下了安全隐患。通过在皮带机中使用变频技术，提高了机器在启停和运行过程中的安全性和稳定性，达到了皮带机软启动的效果。而且通过使用变频技术大大提高了能量的利用率，根据统计数据显示，使用变频技术能将能源的利用率达到90%以上，有效的提高了能源的使用效率，不仅实现了节能环保，还减少企业的成本支出，提高了煤矿企业的经济效益。
2.3 变频技术在通风机中的有效应用
在煤矿开采作业中，通风机中具有十分重要的作用。通常被称为煤矿开采工程的呼吸系统。在煤矿井下作业的过程中，通风机运转时间较长，要保持通风系统的一直运转。因此，随着煤矿企业开采作业中的开采深度的增加，通风机需要的功率也要不断增加。所以，对通风机的技能要求也在不断增加，而且通风机在启动的过程中存在很大的问题，其中电流过大容易导致机电设备损害，对电网设备产生摩擦和损耗，在通风机中应用变频技术，不仅能对风机运转实现有效的控制，最重要的是能实现节能环保，达到通风机软启动的效果，进一步延长通风机的使用周期。
2.4 在煤矿空气压缩机上的有效应用
变频技术在煤矿空气压缩机上使用也能产生很好的效果，通常空气压缩机是煤矿风动机电运行动力的来源，而且电动机通过交流电机一直能处于工作的状态，空气压缩机的工作原理是采用上下两点控制模式来实现有效的控制。即交流电动机一直处于工频运行状，当空压机气缸压力与预设压力值基本一致时，就会关闭空压机进气阀，此时不会再产生压缩气体，电动机处于空载状态下；随着压力的不断下降，接近预设压力时，空压机气阀便随之打开，产生压缩空气，此时电动机处于重载状。煤矿实际用气量与产气量之间不可能一致，所以就会导致空压机频繁加载、卸载，进而对电网、电动机以及空压机差生不利影响。对于变频技术而言，其通常具有控制精度高、易操作以及免维护等特性。若普通电动机应用变频技术来调速，可在其拖动负载过程中无需进行改动，但针对具体的生产工艺要求，应当对转速输出适当的调整。变频器驱动方式，从根本上改变了传统的空气压缩机加载与卸载供气控制方式，通过调整电机用气量的大小来实现转速自动调控，以确保供气压力自身的恒定性，使压缩机的启停次数减少。
3 结束语
现代煤矿机电工程中使用变频技术能够有效的提高工作效率，实现节能环保的目的，随着我国大量的矿山工程中使用变频器，变频技术得到了广泛的推广应用，而且通过网络技术能更好的满足煤矿企业对机电设备不同功能的需求，可见，变频技术有更广阔的发展空间，对于本研究存在的不足之处，希望相关学者批评指正。
参考文献
[1]李宾.略论煤矿机电设备中变频技术的应用[J].科技创新导报， 2014（19）.
[2]王端焕.浅谈煤矿机电设备中变频技术的应用[J].中国高新技术企业，2012（27）.