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摘要：变频控制技术具有智能化的特点，可以满足煤矿行业日益增长的开采需求。在煤矿机电设备作业过程中采用该技术，可以安全快捷地进行开采，逐渐成为行业的主流。本文就变频控制技术在煤矿机电设备中的应用进行分析，并论述其具体的发挥情况，供广大同行加以讨论。
关键词：煤矿机电设备；变频节能；应用
引言
煤矿行业中，先进技术的应用取得了一定的成果。在现阶段来看，计算机电机技术在机电设备得到了广泛应用，自动化控制技术、电子信息技术也广泛应用在了煤矿机电设备中，整体来看，大功率输送技术逐渐成熟，在根本上使煤矿行业进一步实现了自动化生产。在煤矿机电设备中，通过变频控制技术的不断融入，煤矿开采工作变得更加清洁，在节能方面取得了较为满意的效果。
1、煤矿机电设备中变频节能技术的原理
当前，在我国煤矿开采行业中主要在采煤机、提升机和皮带机中应用变频节能技术，其工作的基本原理是：基于交流电的固定周期模式来改变设备的运行功率，在变频模式的基础上，引入智能化电气系统，实现智能变频，例如机电设备在空载运行时，设备可以马上将功率降到最低，这样可以降低运行耗用的电能；一旦设备满载运行或者持续高峰作业，设备可以将功率调至最高，这样既可以保证采煤效率，又可以降低能源消耗，是当前我国煤矿开采行业中较为重要的研究内容。通过在机电设备中合理地应用变频节能技术，还可以实现智能化的操作，节约成本、解放劳动力，提升采煤过程的安全性和智能性，更好地促进我国煤矿开采行业的发展[1]。
2、变频技术应用现状分析
目前，诸多能源行业都需要煤炭资源作为其能量来源，因此，煤炭资源对于我国的经济发展具有极其重要的意义，在一定程度上反映了我国能否在整个世界的能源行业中发挥重要作用。综上，需要对现阶段的矿井机电设备进行有效改进，然而，目前矿井行业大多的机电设备技术较为落后，在生产过程中会出现诸多问题，难以保证整体的安全性及可靠性，变频技术的使用显得更为重要。变频技术能够使矿井机电设备的生产效率得到明显提升，而传统的机电设备开采效率较低，不仅生产效率低，资源也会存在一定程度的浪费。变频节能技术能够有效推动我国煤炭行业的迅速发展，加快行业的进步。我国煤炭行业变频设备的使用周期虽然较短，但是实际生产过程中仍存在诸多问题。综上所述，变频节能技术在煤矿机电设备中的应用可以有效提升整体机电设备的利用率及安全性能，能够将原有的电源按照生产规律转变成另一种装备;在设备的使用过程中，能够将传统交流电改变为生产所需的电流。在生产过程中，由于变频节能技术各项电子元件精密度较高，在一定程度上能够有效提升机电设备的可靠性及稳定性。现阶段的机电设备也在不断的进步，在不久的将来，此项技术的应用前景明显得到提升[2]。
3、煤矿机电设备中变频技术的具体应用
3.1、变频技术在皮带输送机中的应用
皮带输送机在煤矿生产过程中具有十分重要的作用，其的运行特点是电压高、功率大，可谓是煤矿生产系统的“咽喉”。如果皮带输送机的质量与性能达不到相关标准要求的话，那么会对煤矿生产工作造成十分不利的影响。一般情况下，即使是在轻载或者空载的状况下，皮带输送机仍然会正常运转，但这样会浪费许多电能，造成许多不必要的损失，最终影响到煤矿企业的经济效益。并且，还有一些皮带输送机中是采用的液力耦合器作为软启动装置，而液力耦合器很容易发生电机失控现象，从而引起设备故障。后来，随着变频技术在皮带输送机中的应用，这一问题得到了有效解决。通过变频技术，可以对皮带输送机进行有效的保护，从而避免其在运行过程中发生故障，同时还能够有效预防电机失控问题，提升设备运行效率。某煤矿的运输系统主要组成为顺槽皮带、主斜井、中央大巷运输皮带、上仓皮带。其井下胶带输送机成本不高、功能完善、维护方便，缺点是电流较大，而若利用了变频器的话，则可以有效节电，提高收益[3]。
3.2、在通风机中的应用
通风机在煤矿开挖过程中必不可少，决定着煤矿内作业人员和机电设备的安危，所以其运行状况良好与否是在煤矿开采时必须密切关注的点。通风机是矿井作业中通风设备，煤矿开采工作开始后就需要通风机风扇不断运转，而且随着开采深度的增加，风扇运转频率也要随着增加，保持环境压力正常。所以如何使通风机保持较大的工作频率就成为了我们重点研究的问题。我们将变频技术应用在煤矿开采的通风机控制系统中，可以实时地根据环境变化来调整风扇转速来增减风量，这样就不会白白浪费能源，在开采深度不大时能以低转速运行，让能源得到最大限度的利用。
3.3、PLC变频调速处理系统
具体地，针对PLC系统构成分析，主要是通过对中央处理器、输入单元、输出单元、电源以及存储器等设备部件而进行优化。其中，对中央处理器的分析，主要是提高PLC系统数据储存和分析能力，同时优化其对于设备故障的检修和维护能力的发挥，保障各种情况下能维持PLC变频调速处理系统的正常运行。现阶段，在煤矿通风机的PLC系统中，主要是选用一些成本低、安全性高、尺寸小以及处理运行稳定的设备，来保障PLC变频调速处理系统有良好的基础元件设施。此外，针对PLC变频调速处理系统的优化，则是通过对其内部的控制主程序、子程序等各种运行程序的完善来加强对变频节能效果以及调速的实现。一般而言，PLC变频调速处理系统中的主程序是需要在子程序自检完成之后，针对煤矿巷道内部的瓦斯含量等数据分析的前提下，而准确设置煤矿通风机变频通风的功率，进而实现PLC控制系统的开关控制。目前在PLC变频调速处理系统对煤矿巷道内部的瓦斯含量进行测定时，是采取在煤矿通风机电动机位置附近一定范围内的浓度测量的方法。但是，考虑到煤矿内部掘进面的持续深入，会导致空气中瓦斯含量的大量增加，进而使得在PLC变频调速处理系统运转下，改变煤矿通风机的功率和送风效果，保持煤矿巷道具有较好的通风环境，提高其安全性[4]。
3.4、变频技术在矿井提升机中的应用
矿井提升机在煤矿生产过程中是一直需要反复操作和重启的，所以期间具有很多的调速任务，这非常容易使其在运行过程中发生故障，从而极大地影响到煤矿生产的正常运行。不过，在有了变频技术后，这一问题迎刃而解。并且，近年来人们又研发出了一种风光提升机变频器，其是专门应用于矿井提升机当中的变频器，具有更高的兼容性，可以进一步强化矿井提升机的性能，使其的优势更充分地发挥出来。未来，风光提升机变频器将会在矿井提升机中得到更广泛的应用[5]。其中，矿山系统的重要构成要素包括提升机运输系统的智能化建设，特别是对于提升机运行而言，更是推动矿井生产持续高效开展的关键所在。
结束语
综上所述，将变频节能技术利用于矿山机电设备的控制中极为关键，能够有效提升整体矿井机电设备的利用率，解决了目前生产环境生产背景下，设备利用率较低及能耗较高的问题，有效推动了整个矿井的安全高效发展，提高了能源的利用率。
参考文献：
[1]郭朝霞.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用[J].石化技术,2019,26(12):246+248.
[2]郑立.煤矿机电设备节能改造中变频技术的应用[J].资源节约与环保,2019(12):18+24.
[3]宋娅敏.煤矿机电设备中变频节能技术应用分析[J].技术与市场,2019,26(12):115-116.
[4]王阳.煤矿机电设备中变频技术的应用研究[J].石化技术,2019,26(11):312+319.
[5]李刚,刘利.探讨变频节能技术在煤矿机电设备中的应用[J].内蒙古煤炭经济,2019(21):168-169.
作者简介：杨茂刚 性别：男 学历：本科 籍贯：甘肃会宁县 现任新疆焦煤（集团）有限责任公司2130煤矿机电运输室现场专业工程师，主要从事供电系统、设备管理工作。