变频控制技术在煤矿机电设备中的应用

变频控制技术在煤矿机电设备中的应用

韩隆

220203198812171815

摘要：近些年来，我国社会不断进步，随着能源需求的增长和环境意识的提高，煤矿机电设备的优化和绿色化发展成为当前煤矿行业面临的重大课题。在煤矿机电设备中，变频技术作为一种重要的应用技术，可以有效解决能耗高、启停冲击、调速性能要求等问题，提高设备的运行效率和安全性。

关键词：变频控制技术；煤矿机电设备；应用

引言

变频技术作为现代交流电动机调速控制技术，与传统的直流调速系统相比，具有节能、调节性能好以及启动转矩大等特点。煤矿在生产过程中，一般会使用防爆变频器、功率因数补偿装置，实现对煤矿机电设备有效控制，同时配合采用变频调速技术，可以显著提高机电设备运行效率。煤矿在生产过程中应用变频技术是一种比较常见的手段。在变频技术应用过程中，一般会利用其软启动和软停止功能，提高机电设备运行的稳定性。

1变频技术发展与原理

1.1发展历程

变频技术是一种通过改变电源的频率来调节电动机转速的技术。随着电力电子技术的发展，变频技术逐渐成为现代机电设备中的重要应用技术。在过去的几十年中，随着晶体管、IGBT和MOSFET等功率电子器件的进步，变频技术得到了迅速发展，并在各个行业得到广泛应用。

1.2原理

变频技术的原理是通过控制电源的输出频率来改变电动机的转速。一般来说，电动机的转速与电源的频率成正比。当电源频率变化时，电动机的转速也会相应改变。变频技术通过先将电源输入的交流电转换成直流电，再通过逆变器将直流电转换成可调频率的交流电供给电动机使用。通过调节逆变器的输出频率，可以精确地控制电动机的转速。

1.3变频技术的控制方法

变频技术的控制方法主要分为开环控制和闭环控制。开环控制是根据预先设定的频率来控制电动机的转速，一般适用于负载变化较小的场合。闭环控制是通过在电动机轴上安装速度或位置传感器，实时监测电动机的转速或位置，并根据实际转速与设定值之间的差异来调整输出频率，以实现精准控制。

2煤矿机电设备变频技术的应用价值

2.1节能、高效

在煤矿机电设备运行过程中，由于煤炭开采工作量增加，导致出现超负荷工作，能源浪费现象非常严重，降低了煤矿经济效益。变频技术具有较强的节能功效，能够有效减少煤炭开采过程中消耗的能量。变频技术应用于煤矿机电设备后，能够有效减少消耗的电能，同时降低因工作效率过低而造成的能源浪费，提高煤炭开采效率。通过分析和研究变频技术在煤炭开采过程中应用价值，发现在煤炭开采过程中应用变频技术后，能够有效提高煤矿机电设备运行效率，减少因煤矿机电设备工作效率过低而造成的能源浪费现象。首先，在对煤矿机电设备进行控制的过程中，应用变频技术能够有效降低电能消耗。在煤矿机电设备运行过程中，其消耗的电能主要由电动机产生，而电动机的功率也与机电设备运行功率有着一定关系。通过对不同类型电机功率进行分析，发现如果在煤矿机电设备中应用变频器，能够提高运行效率。

2.2提高生产效率

在煤矿机电设备运行过程中应用变频技术，能够提高煤炭开采效率。在煤炭开采过程中，由于受多种因素影响，导致工作量过大，使煤矿机电设备运行效率低下。应用变频技术后，能够有效解决由于机电设备运行效率低下导致的煤矿生产效率低下问题。通过研究变频技术在煤炭开采过程中的应用价值，发现变频技术能够提升煤矿生产效率。在应用变频技术后，能够提高机电设备运行效率，减少机电设备因工作效率过低而造成的能源浪费现象，降低生产成本，提高煤矿经济效益。

3变频控制技术在煤矿机电设备中的应用分析

3.1通风机中的应用

在煤矿开采与生产过程中，矿井通风安全是重要环节。为此，需要煤矿能够保证通风机设备始终处于稳定运行状态。传统通风机设备控制中，通常存在运行效率低下且操作烦琐问题，通常仅依靠调节风机叶片安装角度实现风量调节，而无法实现快速变速，难以适应生产过程中的通风条件变化。应用变频控制技术能够有效解决上述问题。首先，变频控制技术加持下的通风机设备，能够实现智能化的自动变速调节，随着矿井开拓自动调整通风量，从而始终保持良好的矿井作业环境。其次，应用变频控制技术能够有效保护通风机各项运行功能的稳定性，确保通风机在不同工作环境以及条件下，都能实现稳定运行，从而大幅度降低通风机在运行过程中的机械部件磨损和故障的发生概率，进而在节约电能消耗的同时，有效节约通风机运行成本。

3.2采煤机应用

在煤矿的采掘过程中，采煤机扮演着至关重要的角色。为了实现能源的高效利用，变频技术已被用于切割装置、装载系统和行走装置等多个领域。针对不同的工作面，需要根据切割装置的不同分配相应的功率，以确保其正常运行。当工作面较大时，运用最大功率进行切割采煤，可快速将位于该区域下的煤矿资源输送至装载系统内，实现高效的资源利用。当工作面较小时，则需要根据实际情况来确定最佳的电动机转速，以避免电能浪费。因此，针对不同的工作面选择合适的工作模式以及参数配置，对整体工作效率有显著的提升效果。变频技术在装载系统中的应用，可以通过智能调整运行功率，以适应不同的采煤量，实现装载速度和采煤速度的完美配合，达到高效节能。就行走装置而言，由于采煤和行走时所受到的牵引力存在差异，需要进行相应的调整，以最大限度控制电能的消耗，从而保证拥有充足的牵引力。

3.3矿井提升机中的应用

提升机是连接井上与井下的重要机电设备，在煤矿生产中主要起到运输工作人员、物料等作用。为满足生产需要，提升机在煤矿生产中需要频繁启动、停止与调速，这对其性能有着较高要求。传统提升机控制方式主要采用转子串电阻的方法，通过分档方式调节速度。这种操作方式虽然简单，但是在实际应用中存在一些问题。具体而言，传统操作方式存在电能浪费的缺陷。原因在于，当小号电阻较多时，机器会出现散热不良，导致消耗大量电能而电能实际上并没有被有效利用。同时，使用分档调速的方式，会引起机械式开关故障而导致调速失控，造成设备故障或安全事故发生。为解决上述问题，可通过应用变频控制技术实现对提升机转速的精确控制。变频控制技术在速度调节功能上，能够实现无级调速，使提升机的启动、停止与调速更为灵活与精准，能够结合实际需求，实时进行动态化调整。

3.4空压机应用

当启动煤矿空压机系统时，瞬间产生的电流会对系统内的各种设备造成不可逆转的损伤，影响其使用年限。因此，需要对煤矿空压机系统采取一定的节能降耗措施，以减少电能损耗，进而提高煤矿的经济效益。在空压机系统改造中，变频技术的应用可显著降低瞬时电流，避免对设备造成负面影响。调节压风系统时，必须确保泵房内部的压力处于完全封闭的状态，便于对变频系统进行精准的调节，在此过程中，需充分利用变频系统的压力参数，从而对其运行状态进行准确的调整。当压风系统的压力发生改变时，变频系统根据检测到的压力值，对其内部压力进行智能调节，使系统压力符合相关标准，从而保障压风系统稳定可靠。

结语

煤矿应用变频控制技术，能够提升机电设备的运行效率及安全性，为煤矿生产奠定基础。同时，在变频控制技术加持下，机电设备运行能耗会降低，可以提升煤矿生产的节能性与环保性。为此，应重视变频控制技术的应用，不断提高技术应用水平，提高煤矿开采效率，降低能源消耗率。

参考文献

［1］孟彦平．浅论变频控制技术在煤矿机电设备中的应用［J］．中文科技期刊数据库(全文版)工程技术，2022(08):82－84．

［2］韩少勇．变频控制技术在煤矿机电设备中的应用［J］．化工管理，2021(10):119－120．

［3］崔瑾．变频控制技术在煤矿机电设备中的应用［J］．陕西煤炭，2020，39(03):187－189．