神木县隆德矿业有限责任公司 719302
摘要：在资源损耗速度不断加剧的背景下，如何提升资源利用效率已经成为社会关注的焦点问题之一。煤炭资源作为不可再生资源，为了确保煤矿企业经济的稳定发展，需要从充分发挥变频技术的应用优势，将其合理地应用到机械设备运行过程中，从而提高确保整个煤矿生产过程的安全性，降低整个过程的能耗，促进煤矿产业的可持续发展。
关键词：变频技术；煤矿机电工程；应用
1变频技术工作原理
煤矿进行开采的过程中，在机电设备中，变频控制技术的应用主要涉及电力电子技术、微机技术、电机传动技术。对于变频控制技术而言，在实际应用的过程中，主要是将机电技术以及相应的强电弱电技术进行有效结合，进而形成具有综合性的电子技术。在变频控制技术中，充分应用电子半导体方面的一些部件，通过工频电源的转化，进而转化成为其他的工作频率，经过这样的工作电源，可以成为一种机电装置，以此来控制电能。对于变频控制技术而言，其工作原理主要是将工频交流电压进行有效梳理，进而充分转化成为相应的直流电压，在此基础上，利用逆变器装置，对原有的频率以及电压进行调整。经过这种方式，电压可被合理调节，进而可以为电动机的电源驱动提供电源，可以为电动机提供相应的无极调速电压、电流。通过变频调速控制技术的逐渐应用，充分实现无附加损耗调速，这也是现阶段煤矿机电设备重要的调速方法之一。在变频调速控制技术进行实际应用的过程中，需从电动机的具体负载情况出发，以此来自动、平滑的操作，实现增速、减速的目标，在此基础上，并在一定层面上，使电动机的运行效率得到显著提升，从而使机电设备的实际运行效率得到改善。
2应用变频技术的原则
在煤矿机电工程运行过程中，如果设备能够正常运行，便不需要进行相应的设计工作，也能够保障设备的正常运行。但另一方面，为了降低整体设备的电力消耗，对生产动力有效保证，需要应用变频技术。计算机控制技术、电力电子技术以及电机传动技术是变频技术的主要组成部分，应用变频技术有利于促进机械设备一体化发展。在煤矿机电工程中应用变频技术即是借助相关的半导体元件，对工频信号有效转化，促进交流电转化为直流电，促进设备调速相关目标的实现。电流频率、电机转速与变频技术之间有正向增长的关系，通过对变频技术的使用，能够在一定程度上优化对电流频率的有效控制，增强煤矿企业发展动力。变频技术在现代煤矿机电工程中发挥着越来越重要的作用。在实际工程施工运行时，相应的工作人员需要注意加强对该技术的重视，并与实际工程情况结合，选择不同的应用方式，从而促进变频技术以及相关设备的性能能够充分发挥。
3变频技术在现代煤矿机电工程中的具体应用
3.1空气压缩机运转
除了极少数煤炭资源所处位置距离地表较近以外，大部分煤炭资源都位于矿山或地下深处，这也在一定程度上增加了开采过程的困难度。而且煤炭资源在开采的过程中还存在着附带物，如瓦斯、地下水等。瓦斯作为有害气体，若开采环境中含量过高，那么，很容易发生瓦斯爆炸事故，威胁到人们的生命财产安全。对此，在煤矿开采过程中，空压机主要作用是压风自救系统，在矿井发生灾难时为井下提供新鲜风流，其次，是辅助供风，为井下风动水泵、风动锚杆钻机、等提供风能。但是，压缩机一直处于高频率的工作状态，这样不仅会增加运行故障的发生概率，而且还容易增加电网的工作负担，影响其他机械设备的正常工作。将变频技术应用到空气压缩机运转过程中，可以对结构运行状态进行监控，提高系统的运行效果。尤其是在煤矿开采中期，煤层结构的复杂性也会增加开采难度，在其他设备出现运行故障的情况时，为了确保正常开采进度和确保开采人员的生命安全，通常会采用替换法在其他区域临时设置新的工作设备，但是，很容易忽略一直处于运行状态的空气压缩机，造成了较大的资源浪费。而变频技术的应用可以结合实际情况，及时停止空气压缩机的工作状态，能够节电30%～40%，从而起到降低资源损耗的作用。
3.2采煤机械设备
在煤炭资源开采的过程中，采煤机械设备属于主要的执行载体，其工作状态也将直接影响到煤炭的开采效率和开采质量。机械设备都有固定的使用寿命，受到工作环境、操作人员水平、设备生产质量等因素影响，其使用寿命还会缩减。一旦设备出现了停摆的情况，由于作业区域位于地下，其维修的难度非常大，此类情况也将直接影响整个开采活动推进的顺畅性。结合以往的管理经验，导致设备运行寿命不断降低的主要原因与高负荷运转情况有关，而变频技术的应用，可以对采煤机的输出功率进行动态调控，结合开采区域煤层厚度，适当加大或减小设备的输出功率，故障发生概率较以往也下调了60%，使设备的运行情况保持在稳定的状态。另外，变频技术的应用还可以适当降低采煤机械设备操作的复杂程度，提升了设备工作状态的可靠性。
3.3煤矿皮带装置
在煤矿开采的过程中，煤矿皮带装置属于常用的运输载体，即将煤炭资源从开采区与运输到矿外。其工作原理是在电能的驱动下，皮带与轮毂之间所产生的摩擦作用会带动整个设备的运行，如果想保持皮带高速的运行状态，需要损耗掉大量的电力，这也在很大程度上造成了资源的浪费。目前，常用的煤矿皮带装置以液压耦合装置来促进设备的正常运行，但是，该过程会消耗掉大量的电能，并且装置上还会附加较多的电压，增加了安全隐患的发生概率。变频技术的应用，可以对液压耦合装置的工作状态进行优化，引入了软启动模式，这样在皮带装置正常运行的过程中，电路网结构的功能损耗可以下调30%～55%，从而起到节能减排、提升资源利用效率的作用。而且在设备维护的过程中，变频技术可以辅助数据信息采集，借助传感器设备运输设备的工作状态进行监督，在检修时，也可以快速定位故障部位，加快了故障检修速度。另外，变频技术还可以避免由于液力耦合器损坏，电机控制失灵的情况。
3.4提升机械设备
结合以往的开采经验，现阶段我国在开采煤炭资源时，一般会采用垂直轴开采或斜轴开采的方式来完成既定的开采任务。在此过程中，需要借助提升机械设备来将货物或人员从地面上输送到作业区域，随后再继续开展相关的煤炭开采任务。在以往开采过程中，所开采的煤炭资源主要位于浅层，但是，在煤炭资源损耗速度加快的背景下，煤矿企业对浅层煤炭资源的损耗速度也在加快，而且还需要对深层煤矿资源进行的开采，这也对提升机械设备的运转性能提出了新的要求。变频技术在该环节的主要任务是合理管控设备本身的运行速度，结合实际运行状态下设备实际的运行情况，合理调整设备的对外输出功率，减少设备空转情况的出现。同时，对于设备关机功能可以进行适当调整，在确定完成开采任务之后，能够在第一时间完成关机操作，从而在确保机械设备运行稳定性的基础上，降低运行成本的支出。
结束语
在煤矿资源需求在不断增加背景下，对煤矿开采的效率和质量也需要不断提升，同时也要注意对煤矿开采成本降低，对企业竞争力提升。在实际挖掘煤矿时，对变频技术进行有效的应用有重要的作用和意义。在实际的挖掘煤矿时，相关的工作人员要注意对存在问题的部分采取有效的措施。
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