煤矿机电设备中变频技术的引入及其应用

郑宏孝，李锋勃

(陕西陕煤蒲白矿业有限公司白水煤矿，陕西白水715604)

0 引言

变频器主要功能是改变电源频率，随着科学技术的不断发展，其不管是在工业生产或者日常生活中均扮演着非常重要的角色。为建设节约型社会，推动社会不断向前发展，煤矿企业在实践中加强设备改造，在机电设备中积极引入变频技术，使其技术水平显著提升，在节能上收益明显。笔者结合自己多年的实践经验，阐述变频技术在煤矿机电设备中的应用。

1 变频技术简介

1.1 概念

所谓变频技术，即用来改变电流频率的技术，在这里发挥其功能的装置是变频器。其结构非常繁琐，主要有电源板、键盘、电机电容、控制主板等部分，各个部分组合在一起，才具备改变电流频率的作用。过去的电气设备里面，是不能实现这一点的，设备工作时，同样无法改变转速，使得设备寿命减小，同时还白白浪费掉许多电能。通过该种技术则能够妥善处理上述问题，其能够将设备转速改变，按照具体需求进行调节，从而在很大程度上提高了技术水平。

1.2 原理

在电压保持稳定的前提下，通过电力半导体器件的通断功能，变频器实现电流的改变，也就是把交流电变为交流电，在此基础上，利用该频率的转换来达到变频调速的目的。

2 变频技术的应用

2.1 应用于风机中

在各个阶段，矿井通风设计存在非常大的差异，要是在生产中期，利用多次换风机的手段来处理通风问题，这样就显得十分复杂，易于造成设备故障，最终使维修量提高。同时，原风机将被临时搁置起来，使其利用率减小，产生或多或少的浪费。在风机中引入变频技术，则能够将该问题改变，可以非常容易地将通风问题处理好，无需多次进行更换，便于进行操作，降低浪费，使设备性能提高，实现节能减排。

2.2 应用于提升机中

提升机的运行环境非常特别，大部分是在十分复杂的条件下工作的，因此，必须具有非常不错的性能，最终能够适应工作需要。运行过程中，提升机需多次重启，并且调速操作非常多，导致设备故障率有所增加，使其寿命明显减小。在其中引入变频技术，一方面使其满足工作需要，另一方面还能够有效保护提升机。引入该种技术之后，在很大程度上降低了调速过程中的电阻损坏现象，在减速器下方时，电动机同样将持续临时地工作，并且可以把电能状况反馈至电网。另一方面，还可以不断提高提升机性能，应用变频器软件就能够实现调速等任务，使设备故障明显减少，从而减少了维修工作。除此之外，还能够大幅降低电能消耗，节能效果非常不错。随着技术的优化升级，风光提升机变频器被研发出来，其兼容性非常好，在很大程度上提高了设备性能，在矿井生产实践中得到普及。

2.3 应用于空压机中

1)启动中应用。过去启动空压机的时候，大部分是通过直接启动来实现，或通过转子串电阻启动，两者均具有或多或少的不足之处，在启动过程中将形成大电流，能够损害机电设备，使其利用率减小。在启动过程中引入该技术，则能够降低对设备的损害，最终能够使其寿命提高。

2)压风系统的控制。过去，压风系统都是通过开环控制方式发挥作用，主要通过调节器进行调整，此时将多次重启有关设备，导致风力有所变化，对设备恒压产生负面作用，或多或少损害到设备，并且能够提高维修成本。引入变频技术将能够解决上述问题，变频设备主要有压力闭环与手动调节控制两种模式。对于前者，压力变送器可以尽快检测设备压力，接着将其和规定值进行对比，根据差值来调节转速，以确保设备处于恒压状态;对于后者，即通过电位器来手动调节，通常是当压力变送器发生故障时应用。为便于使用，在控制柜上安装上复位按钮，如果变频器出现问题，则能够通过该按钮来实现修复。不管通过哪种方式均可以提高设备利用率，降低维修工作任务。

2.4 应用于采煤机中

采矿机十分繁琐，大部分运行于十分恶劣的环境中，故非常有必要提高其性能。其为采煤过程中的主要设备，要是出现问题则能够对整个采煤过程产生阻碍。在采煤机中引入变频技术，使其变频调速系统明显改善，使得中国采煤技术水平大幅提升，现阶段，能量回馈型四象限变频器已经在实践中得到普及推广。许多煤矿里面，在电牵引采煤机运行中引入该种类型的变频器，使其科技含量明显提升，在很大程度上降低了采煤机的损坏，使其寿命延长。在采煤机中引入变频技术，系统非常容易运作，同时调速任务非常可靠。

2.5 应用于胶带输送机中

胶带输送机具有大功率、高电压的优势，在煤炭运输过程中扮演着非常重要的角色。过去的运输过程中，其往往处在轻载或空载状态，白白浪费许多电能。同时，许多皮带输送机的软启动设备都是液力耦合器，非常易于出现电机失控现象，而将输送机损害。引入变频技术则能够妥善应对上述问题，许多煤矿在实践中引入四象限变频调速技术，取得非常不错的成效，将电机失控解决，降低故障出现概率，使得设备寿命延长。同时可以明显提高效率，降低电耗，取得非常不错的节能效果。

2.6 应用于泵中

过去，泵在运行过程中，其空转时间非常长，在经常的起停过程中非常易于产生故障，并且消耗许多电能。在泵中引入变频技术能够明显提高设备运行率，降低故障产生，并且可以取得非常不错的节能效果，十分便于操作。在水泵中引入变频器，能够使其起停减速，使井下液位处于恒定状态之中，在很大程度上降低了泵的空转，在实践中取得非常不错的节能效果。

3 结语

伴随社会的逐渐发展，煤炭企业的生产规模日益增加，迫切需要提高煤矿机电设备科技含量。变频技术一方面具备非常不错的调节作用，另一方面还具有非常理想的节能效果，随着科技的进步，在煤矿机电设备中引入该技术是不可避免的。现阶段，该种技术已经在提升机、风机、提升机等诸多设备里面得到了普及，在很大程度上降低了设备的损坏，使其利用率大幅提升，并且明显降低电能消耗。然而，在今后应当不断对该技术进行改进，使其能够在实践中取得更好的成效。