煤矿机电设备中变频技术的应用研究

煤矿机电设备中变频技术的应用研究

赵光飞

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摘要：近些年来，我国社会不断进步，煤炭产业在能源行业占有非常重要的地位。煤矿机电设备在生产过程中起着非常重要的作用，为我国经济发展做出了巨大贡献。现阶段，随着煤炭开采力度不断加大，我国对煤矿机电设备的要求也越来越高，对煤矿机电设备的要求也逐渐多样化。随着煤矿机电设备数量不断增加，煤矿机电设备运行过程中存在的问题也在逐渐增多，对煤矿安全生产和经济效益都造成了严重影响。因此，必须加强对煤矿机电设备变频技术在煤炭开采中应用价值的分析和研究，提高煤炭开采效率，确保经济效益得到提升。

关键词：煤矿机电设备；变频技术；应用研究

引言

当前中国煤矿机械设备存在较多缺陷和弊端，而变频技术能够很好地解决这些难题。变频器在煤矿生产中被广泛应用，其具备变频、调速、调压和保护等功能，同时还具有节能、可靠、稳定等特点，但其在运行过程中也存在噪声大、易发热、成本高等问题。因此，需要在应用程序中进行更改，根据其运行状态选择最佳变频技术，实现对变频器运行电压、容量、加减速时间等多项技术参数的精确调节。

1变频控制技术工作原理

在煤矿生产过程中，机电设备作为重要设备，存在电能需求量大的问题，能源消耗量始终居高不下，而通过应用变频控制技术能够有效解决这一问题。变频控制技术的应用原理主要在于实现对交流电频率的调控，整流器使交流电转换为直流电，通过电容器和电感器进行滤波，逆变器将直流电转换为可控交流电，交流电频率和电压可以通过逆变器控制电路进行调节，控制器通过监测电机的运行电流和速度，控制逆变器输出频率和电压，以此控制机电设备电能的消耗。该技术在应用中，主要依据为电子电力技术以及微机技术，通过应用变频控制技术，根据煤矿安全生产需求，有效调节机电设备运行过程中电压、频率等技术参数，为不同机电设备提供安全运行需要的电能。通过将此技术应用于煤矿生产，能够有效降低煤矿机电设备的生产能耗，达到节约能源目的。

主通风机、瓦斯抽采泵及空气压缩机、胶带输送机等煤矿重要机电设备，可根据煤矿生产需求进行变频调速，从而提高工作效率，达到节能效果。当机电设备用电需求较高或工作负荷较高时，可以应用变频调速技术提高速度，反之，当工作负荷较低时，可以适当降低速度以节约能源。现阶段，变频控制技术在煤矿机电设备领域应用越发广泛，引入数字化、信息化等技术，可以为变频控制技术提供更加丰富且可靠的应用依据，使变频控制技术应用越发智能化及高效化，进一步提升了机电设备运行的可靠性与安全性。

2变频技术应用的意义

2.1提高煤矿机电设备系统功率因数

为提高煤矿机电设备系统功率，需要深入分析设备的设计特点及运行状态，判断负载是否达标，避免因电能损耗而趋近满载。通过变频控制技术，可以实现节能降耗的目的，提高煤矿企业的经济效益。随着煤矿机电设备运行效率的提升，当电机轻载运行时，电流功分量较小，通常要依靠功率较低的机械设备运行。因此，为了能够达到节能的效果，需要根据不同的工况条件，选择合适的变频技术来控制电动机功率输出值。

2.2提高煤矿机电设备的环保效能

利用变频技术，可以实现对煤矿机电设备的精准调控，提高煤矿的生产效率，并且能够在煤矿机电设备的电能应用效率得到显著提升的情况下，实现节能目标。将变频技术与其他先进技术相结合，可有效提高机电设备的工作效率和质量，为煤矿企业创造更高的经济效益。因此，深入探究变频技术的应用，可以降低设备的电能损耗，从而实现对电能的最大化利用。对于煤矿机电设备而言，采用变频技术进行节能改造，符合当前节能绿色发展理念。为了提高煤矿机电设备的效率，减少运行中产生的废气排放，降低电耗，提高变频技术至关重要。加强变频技术的节能改造，可以减少环境污染和节能减耗。

3变频技术在煤矿机电设备中的应用

3.1采煤机中的应用

采煤机是煤矿中主要用于采取煤炭的设备，其运行效率和稳定性对于煤矿生产具有重要影响。传统的采煤机通常采用定速电动机来驱动滚筒和行走，会导致能耗高、机械振动大、运行效率低等问题，而应用变频技术可以有效解决这些问题。首先，通过变频器对驱动电机进行控制，可以实现精确的转速调控。在采煤机工作负荷变化大的情况下，变频技术可以动态调整电机的转速，确保其在最佳运行范围内，提高运行效率和节能效果。特别是在主从驱动协同配合方面尤为突出，能够将两套驱动同时无差速同时调节，提高运输效率，大大减少损坏齿轨事件发生。变频技术的应用可以降低机械振动。传统采煤机在启动时常常会产生较大的启动冲击，容易导致机械振动和损坏。而通过变频技术，在启动过程中可以控制起动电流和转速的上升速度，实现平稳启动，减少机械冲击和振动。这不仅可以保护设备，延长使用寿命，还可以提高采煤机操作的安全性和稳定性。采煤机的应用环境往往复杂，存在粉尘、湿气等影响因素。变频器作为电机驱动系统的核心部分，其自身需要具备防尘、防水和耐腐蚀等特性，以适应煤矿恶劣的工作环境。

3.2提升机上的应用

在煤矿生产过程中，提升机是重要设备，是井下采掘系统的主要动力设备。通常情况下，提升机主要由提升钢丝绳、减速器和制动器等组成。在实际应用过程中，提升机的工作效率会受到很多因素影响，例如电机功率、负载情况等。为了满足井下生产需求，需要将提升机的电动机功率设置在较高位置，如果提升机电动机功率设置过高，将会影响井下生产作业效率。为解决这一问题，一般将提升机电动机功率控制在一定范围内。在实际生产过程中，传统的控制方式主要是利用提升机电动机拖动系统进行控制。由于传统控制方式具有一定局限性，会存在一定问题。例如，当提升机电动机功率较大时，会引起电机过热现象；当提升机电动机功率较小时，会造成电机过载现象。为解决这一问题，一般采用变频器进行控制。在变频技术应用过程中，通常利用软启动功能减少电动机启动转矩，同时可以降低对电网的冲击、减少制动电阻发热现象，实现对电机功率和速度的精准控制。在实际生产过程中，使用变频技术控制提升机电机功率时，一般会将提升机电动机功率设置在较低位置。当提升机电动机功率较小时，可以采用电机拖动系统进行控制，可以采用变频技术控制电机功率。

3.3皮带机上的应用

皮带机是煤矿生产中的重要设备之一，在实际生产过程中，由于工作环境比较恶劣，皮带机经常会出现各种问题。如果想要保证皮带机正常运行，需要对其进行有效控制。目前，随着变频技术不断发展，已经得到广泛应用，包括变频器、PLC控制系统等。变频器是一种大功率的变频调速装置，具有很好的节能效果。因此，在实际生产过程中，一般会选择使用变频器对皮带机进行控制。同时，采用变频技术控制皮带机，可以降低生产成本。煤矿在生产过程中，可以通过设置控制皮带机的速度，实现对其控制的目的。

结语

综上所述，随着时代发展，变频技术逐渐成熟。煤矿作为国民经济的重要支撑，在可持续发展理念下，工作方式需要变化。煤矿在生产时使用的机电设备较多，资源浪费较为严重，需要将变频技术与煤矿机电设备相结合，优化设备性能。

参考文献

［１］郑朝飞．煤矿机电设备中变频技术的应用研究［Ｊ］．内蒙古煤炭经济，２０２０（２１）：４３－４４．

［２］牛晋伟．基于煤矿机电设备中变频技术的应用探究［Ｊ］．内蒙古煤炭经济，２０２０（１４）：４６－４７．

［３］赵志红．煤矿机电设备存在的问题及变频技术的应用［Ｊ］．中国石油和化工标准与质量，２０２０，４０（０９）：４１－４２．