变频控制技术在煤矿机电设备中的应用

周 伟

(陕西陕煤蒲白矿业有限公司白水煤矿，陕西白水715604)

0 引言

近年来，伴随科技水平的提高，国家对煤矿生产的重视日益提高，在提高生产、优化矿区条件等层面投入很大精力。当今社会，信息技术高速发展，变频控制技术在实践中同样日趋完善，发展成当前矿井节能的一个关键途径。煤矿职工通过诸多手段逐渐改善节能技术，将变频控制技术引入到机电设备之中，使煤矿经营过程中耗电量大的不足得到有效缓解。鉴于此，本文对煤矿机电变频控制技术与节能进行研究，简要阐明了变频控制技术的基本特征，在此基础上，从提升机、通风机、皮带机以及水泵等方面介绍了变频技术的应用，以期为煤矿充分利用好该技术提供指导和借鉴。

1 变频控制技术的基本特征

变频控制技术综合利用微机、电传动、电力电子等诸多种技术。其基本上通过电力半导体器件所具有的通断作用，来转换工频电源频率的技术。其原理即利用将电动机工作电源频率改变的方式来完成对其转速的改变，归根结底，即完成交-直流电的转变，在此基础上，然后将直流电变成各种交流电。通常情况下，该转换过程中往往仅仅改变频率。伴随技术的逐渐改革，变频调控技术同样在日益向前发展，在功能与性能等方面均明显超出并逐渐取代直流调速系统。

2 变频技术在煤矿机电设备中的应用

2.1 在提升机中的应用

提升机在煤矿生产过程中扮演着非常关键的角色，这是毋庸置疑的，主要功能是安全传送煤炭与矿工、维修者等。在过去的运行技术中基本上通过金属电阻来带动电机控制，在此基础上，辅助以接触器或鼓型控制器将电阻切除，从而实现调速。然而该技术具有非常明显的不足之处，在运行的时候将形成非常严重的电阻消耗，非常易于出现散热不好的现象，同时电阻具有相对偏小的调速范围，再加上其精确度无法获得充分确保。将变频技术引入到提升机的机电设备里面，可以充分解决上述各种问题，使其运行时的速度调整变得愈发平稳，使得机电系统的性能有所提升。具体来说，其主要具有下列几点优势:①变频技术和编程器两者充分融合，利用编辑指令改变的方法控制继电器的逻辑关系，同时能够推动梯形图与电路图两者及时、准确的发生彼此转换。②仅仅通过相对偏少的外部线路来控制继电器，能够在很大程度上降低继电器使用量，能够不断改善故障相对较多、占用面积相对较大的不足。③处理故障的过程中，能够利用触摸屏与编程器来实时监控故障，并将其排查，整个过程非常简易，非常容易操作，能够全方位地掌握电器与机械故障。

2.2 在通风机中的应用

煤矿生产运作过程中，通风机是其中必不可少的一个关键设备，生产的时候需要工作相对较长的时间，在矿井中，我们可以将主通风机看做“呼吸器官”，其功能不言而喻。近年来，伴随科学技术的高速发展，各种新技术不断出现，同时矿道逐渐在加长，开采挖掘同样在逐渐拓展，所受到的风压同样愈发提高，最终使得通风机运行功率也应当逐渐提高，怎样充分发挥出通风机的作用，使其达到最大功率已经发展成业界迫切解决的一个难题。

在变频技术引入到通风机中，能够按照具体的需要对风力大小进行改变，调整速度过程中同样通过开采巷道的风向要求进行，在很大程度上防止了太大的浪费。将变频技术引入到通风机设备里面，能够实现变频软启动，防止由于电流太高而严重冲击着整个电网，在很大程度上降低了危险事故出现的可能性。另一方面，引入该种技术能够使通风机彻底摆脱长期停留在满负荷运行状态。通常情况下，通风机工作时候的速度相对较小，由于引进该技术，就能够有效控制其使用强度，使其使用时间有所提高，同时还能够在很大程度上降低维修次数，从而使其使用寿命有所提高。尤其应当强调的一个问题是，最大限度地降低两部电机相同的运行频率，充分确保两部电机的运行速度相同，防止由于它们的转速不一样而形成一定的风阻。

2.3 在皮带机中的应用

煤矿开采的时候，皮带机的功率要大于提升机，其基本上负责把绕线电机降压启动后工频运行，接着通过液压耦合器切换至皮带机。其主要是通过转子串接电阻改善转矩与减压空载启动等方式发挥作用，其所需要的启动时间非常短，在该阶段要是皮带的韧性无法满足既定的要求，在长期工作过程中其将逐渐老化，严重的还将发生断裂。除此之外，皮带机启动的时候将形成相对偏高的电流，由于这个原因，使得电机发热，严重时候还将导致电网电压发生非常剧烈的波动。液力偶合器在工作的时候，将导致其内部油的温度在短时间内急剧增加，使得内部部件摩擦增加等问题。

在皮带机中引入变频技术，能够用来改善各种不良运作方式，例如软停、软起等，从而在很大程度上提高其稳定性。在工作频率与力矩等方面均能够按照设备的负荷大小适当地对其调整，同时操作过程中非常安全高效，有效降低电量消耗。高压变频器能够十分出色地发挥皮带机能量回馈作用，实现理想的节能的效果。并且还能够减少设备维修成本。

2.4 在水泵中的应用

在煤矿液用泵与供水中引入变频控制技术，能够使变频器更加平稳的控制抽水泵，使得整个操作流程变得更加灵活。另一方面，还能够降低设备在工作时候形成的各种磨损，降低水泵在经常启动停止的时候形成的过多的能耗。引入变频控制技术能够减少不同设备相互之间的冲击，在很大程度上降低其故障发生率，最终能够使其寿命有所延长。

3 结语

现阶段，随着变频控制技术的日益发展，其开始一步步应用于不同的领域之中，深受各界人士喜爱，在社会生产过程中扮演着非常关键的角色。煤矿生产过程中引入变频控制技术，能够在很大程度上改善矿井生产的安全性，同时还能够大幅提升速度，操作变得更加容易进行，使煤矿的生产效率显著提升。该技术引入到煤矿机电设备中，能够明显降低电能消耗，在实践中非常值得推广。