高 翔
开滦能源化工股份有限公司吕家坨矿业分公司 河北 唐山 063000
摘要：近年来我国科技水平的提升，对煤矿机电设备的要求不断提高。现阶段，变频控制技术逐渐被应用于煤矿机电设备中，为煤矿企业的工作效率提升做出了巨大贡献，促进企业核心竞争力的提升。为了更有效的改善我国煤矿环境，有效促进节能效果的提升。本文通过对变频控制技术通过自身的优势的分析。在传统煤矿设备当中存在着很多不足，通过对这些设备特点进行改进，实现对作业工序的优化。通过对变频控制技术的应用，强化了设备的高效性和节能性。在一定程度上能够促进煤矿企业的实际社会效益与经济效益的提升。由于该项技术具有很高的智能性，所以能够在很大程度上降低工作人员的实际工作量，促进工作效率的提高。本文就变频控制技术在煤矿机电设备中的应用展开探讨。
关键词：煤矿开采；机电设备；变频控制技术
引言
近年来，国家发起了节能减排的号召，煤矿企业作为能量消耗型企业更应该行动起来。为了响应国家的号召，煤矿企业一方面应该引进新的煤矿机电设备，另一方面应该对一些旧的设备进行改造。鉴于更换设备成本较大，很多煤矿对机电设备进行了变频控制技术改造。利用变频控制技术的优势，可以提升设备的性能并满足节能需要。变频控制技术作为一种成熟的技术，已经在煤矿井下得到了大范围的推广应用。
1变频技术工作原理
变频技术主要是将交流电的频率进行改变，进而改变电器设备的运行状况，变频技术可以自行控制电器设备，变频技术可以改变机电设备的参数值，在系统的前端就可以进行调整，还可以调整机电设备的运转条件，但是需要以设备负荷具体变化情况为依据，让机电设备运转速率提升，但是需要保证生产质量。变频技术可以在相同时间内，将机电设备的运转效率提高，从而达到节能效果，消耗能源的总量也会得到降低。变频技术在节能中有自己的公式：n=50f/pn所表示的是电动机的频率；f表示的是变频器输出频率数值，p表示的是极对数。通过对这个公式进行分析，想要让变频调节速度，就需要电动机频率变化。煤矿是比较特殊的工种作业，想要让变频技术更加安全，需要使工作环境得到改善，同时还需要将机电设备进行改善，让设备可以高效运行。
2煤矿机电设备中变频控制技术的具体应用
2.1在矿井通风机中的应用
井下通风是保证井下工作人员供氧量、降低井下有毒有害气体含量的重要方法，主要由井下通风机实现，实现对煤矿生产安全水平的有效维护。对于以往的井下通风机来说，其运行功率始终保持在恒定状态，依托风机叶片的安装角度达到调节风量的效果，不仅运行效率偏低其繁琐程度更高。对于井下通风机来说，其工况点与通风阻力之间存在着相对紧密的联系，一旦矿井的通风阻力发生变化但是风量保持恒定，则井下通风机极有可能处于低效率运行的状态下(低效率工况点运行)。相关研究表明，井下通风机的电能消耗偏高，最高可以达到煤矿生产机电设备总电能消耗的一半。此时，如果井下通风机处于低效率工况点运行的状态，那么会造成大量的电能被浪费，煤矿生产整体的效益下降。而通过引入变频控制技术就能够达到缓解上述问题的效果，通过在井下通风机中应用变频控制技术，则风量的自动化调节可以依托矿井通风阻力的变化完成，促使井下通风机的运行状态得以改善与优化，使得井下通风机的运行始终稳定在高效工况点水平下。诚然，对井下通风机落实变频控制技术改造会产生较大的成本，但是其节约电能的效果极为可观，能够推动井下通风机运行成本的大幅下降。同时，依托变频控制技术在井下通风机中的应用，可以使风机的运行状况始终稳定在平稳水平，达到延长井下通风机使用年限的效果，减少风机的后续维修成本，在维护煤矿生产安全性与经济效益方面发挥着重要作用。
2.2在采煤机中的应用
在煤矿开采进行中，由于采煤机的工作场地与工作环境都相对复杂，传统的采煤机技术都不能进行变频调速，煤矿企业要想真获得更高的经济收益，促进采煤事业的应用，就应当不断促进技术的革新。现阶段，通过对变频技术在采煤机当中的应用，实现对传统采煤工艺的优化，有效提高了采煤机的实际工作效率。而通过对变频控制技术的应用，实现了在不改变其牵引速度的前提下，实现对能源的最大化节约、这种技术的应用能够有效实现对电路的改变，在很大程度上提高采煤机的工作效率。
2.3在提升机中的应用
提升机作为煤矿开采中起到了重要作用。在传统作业中，调节提升机的速度需要人工在电机中增加电阻，但存在很大的弊端。其一是安全问题，其二是耗费电量太多。而使用变频节能技术则能很好地解决提升机在运作中存在的弊端，既可以精准的连接转换提升机内部的各个线路，还可以增加其作业效率和稳定性，在操作和运转过程中也十分稳定，还可以根据实际情况实现运转速率自动化，降低工作人员在使用中的危险系数。
2.4在皮带输送机中的应用
皮带输送机是煤矿井下重要的煤炭运输设备，保证其运行的可靠性对于工作面的正常回采十分重要。过去，皮带输送机总是以恒定的功率运行，而皮带输送机的装煤量不是固定的。此外，煤矿工作面并不总是处于生产状态，在换班的一段时间内煤矿皮带机还可能处于空载状态，导致其运行过程中有很多功率被浪费。电网中存在谐波，导致皮带输送机的运行速度不稳定，容易出现断带、打滑事故。鉴于这种情况，很多煤矿对皮带输送机进行了变频控制技术改造。采用变频控制技术后，皮带输送机运行时可以根据装煤量实时调节运行速度，运行更加平稳和节能，断带、打滑以及跑偏的情况大幅度减少，这有助于延长皮带输送机的使用寿命，降低皮带输送机的维修维护成本。
2.5在矿井水泵中的应用
水泵承担着处理井下供水及排水的任务，是保证井下生产安全、高效的重要设备。通过在水泵中应用变频控制技术，能够实现对电机转速的自动化调节。例如，某煤矿生产中在水泵房内加设了变频电机以及变频器，依托正压传感器实现出水压力的检测；结合变频器PID调节模块的运行，能够参考井下水量完成对变频电机转速的实时性、自动化调整，达到井下供排水系统恒压出水的效果。通过这样的方式，有效解决了出水压力偏低且不稳定的问题，切实满足井下用水及排水需求。
2.6在空气压缩机中的应用
螺杆式空压机是通过加载和减载交替进行的运行方式，加载时向管网内打风，减载时电机空载运行，因此，在减载时电量都被浪费了。电动机的转速本身是不能改变的，只有通过改变电动机的频率来调节运行转速。变频控制就是通过改变电动机输入电源的频率来改变电动机的转速，控制空压机单位时间的出风量，达到控制管路的压力的目的。某煤矿首先引进了变频节能技术，压缩机组的供气量与系统所需风量动态匹配，根据系统用气量来调节压缩机电机转速，避免了电动机空载运行以及频繁的加卸载所带来的能量损耗和对电网的冲动，使电机的输入功率大大降价。
结语
综上所述，将变频控制技术应用于煤矿机电设备中具有极为明显的优势，有着极高的研究与推广应用价值。通过在通风机、矿井提升机、皮带运输机、采煤机、空气压缩机中引入变频控制技术，提升了煤矿机电设备运行的效率效果以及电能利用率，降低了不必要的电能消耗，增加了煤矿生产的经济效益，推动了煤矿机电设备的技术升级。
参考文献
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