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变频控制技术在煤矿机电设备中的应用沈成龙

发表时间：2021/6/29 来源：《基层建设》2021年第6期作者：沈成龙

[导读] 摘要：近年来，随着我国社会经济的提升，科学技术也得到了飞速发展。

        晋能控股煤业集团潞新公司（原潞安新疆煤化工集团有限公司）
        砂墩子煤矿机电科新疆 839003
        摘要：近年来，随着我国社会经济的提升，科学技术也得到了飞速发展。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。
        关键词：变频控制技术；煤矿机电设备；应用
        引言
        煤矿开采是一项必要的工作，但是在开采过程中，不仅使环境得到污染，同时还使能源消耗的总量不断提升，我国的一些煤矿企业也在不断进行技术创新。但是开采煤矿需要应用很多设备，设备有很多种类，同时还有比较复杂的类型，所以在应用过程中，需要消耗大量能源，但是变频技术的出现，使上述问题得到解决，在煤矿机电设备中，使用变频技术，不仅可以使环境污染降低，而且还可以减少能源消耗的总量，但是企业在使用变频技术的过程中，需要考虑诸多问题，如果对各种设备不进行考量，变频技术就无法发挥真实作用，所以本文通过翻阅一些书籍，通过对其进行分析，阐述变频技术的原理和应用，同时也提出一些使用原则，希望变频技术能够在煤矿机电设备应用中发挥出自己的优势。
        1变频节能技术的相关概述
        变频节能技术主要是将设备运行需要的交流电转换成直流电，再将直流电进一步转化成不同频率的交流电或者直流电来逆转换成多种频率的交流电，这是一种全新的技术手段，也是需要不断探索完善的技术。除此之外，在转换过程中不会产生电能的变化，反而只存在电流频率的变化。这种变频技术就可以很好的满足交流电电机实现无级变速的要求，同时还会实现对电机控制器的敏感监测，可以有效的达到控制电流频率的效果，真正做到了功率变化随矿物质量改变的目标，这也能进一步实现节能的目的。对于变频节能技术原理来说，主要是煤矿机电设备在运转过程中实现不同功率的工作要求。因此，为了让电机提供的功率和实际运输所需要的功率达到一致，这就需要变频技术来实现。在实际操作过程中，可以利用半导体元件来将交流电转化为直流电，进而利用张力变送器将张力转换成4-20mA的直流电，产生的电流会当做是模拟信号进而传输给张紧设备，同时还能进行自动放大或者补偿电流模拟信号来实现对传输带和绳阻之间的摩擦阻力偏差值校正，可以真正实现对频率的控制和转化。
        2变频控制技术在煤矿机电设备中的应用
        2.1在采煤机中的应用
        技术是推动社会发展的重要推动力。随着时代的发展，人们的需求和经济的发展有着密切的关联。并且在工业化的不断发展中，越来越多的先进技术被研发，尤其是在煤矿机电设备的应用中，变频节能设备不仅具有节能的特点，还能提高煤矿生产的效率，促进企业获得更高的经济效益。而变频节能技术在采煤机中的应用也是比较普遍的。在传统采煤机变频调速系统中通常会使用“一拖二”的形式，逐渐发展成“一拖一”。而且我国能量回馈型四象限运行的交流变颈调速采煤系统也早就处于世界的领先地位，国产电牵引采煤机的行走功率也达到了最大2×110kW，变频器电压也可以达到380V，这样就可以很好的实现额定转速下的恒定转矩调速，还可以将额定转速以上的恒定功率调速及两台变频器之间的主从控制和转矩平衡。将变频节能技术应用到采煤机中可以很好的控制机器，实现操作方便、速度可调节的目标。
        2.2变频控制技术在通风机中的应用
        通风机是矿井通风的主要动力，对煤矿的安全开采十分重要。过去，矿井通风机通常以恒定的功率运行，风量调节主要靠调整风机叶片的安装角来实现，十分烦琐。矿井通风机的工况点与通风阻力有很大的关系，若矿井通风阻力变化，而风量不变，则通风机可能处于低效率工况点运行。众所周知，通风机消耗的电能有时会占到矿井总消耗电能的50%以上，导致机电设备处于低效率工况点运行时，大量的电能被白白浪费，降低了煤矿的经济效益。

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为此，很多煤矿对矿井通风机进行了变频控制技术改造，根据矿井通风阻力的变化来自动调节风量，这极大地改善了通风机的运行状态，使通风机始终处于一个高效的工况点。虽然在进行变频控制技术改造时需要投入大量的资金，但是一两年内就可以收回成本。经过统计，采用变频控制技术后，矿井通风机将节能30%以上，可以为矿井节省一定的运行成本。另外，采用变频控制技术后，风机的运行更加平稳，这有助于延长通风机的使用寿命，降低通风机的维护及检修成本。
        2.3变频技术在机械动力负荷中的应用
        机械动力负荷包含以下几个方面内容。第一，包含采煤机，我国在科技方面发展较快，煤矿生产阶段，比较广泛的是应用到变频技术，经过不断的发展，我国的变频技术也在不断更新，如今已经变的比较成熟，目前我国大多数煤矿采用的变频技术是采煤机调速系统，观看节能技术实际应用，我国在进行煤矿开采时，所应用的采煤机最大的功率是220千瓦，同时对应的是380伏的变频器电压，这种条件是恒定的，通过调整采煤机的功率，控制变频器之间的转矩，减少其工作时间，提升工作效率。有些煤矿在使用到牵引采煤机时，由于矿石开采的环境比较特别，施工地点比较复杂，在对矿石进行开采时，采煤区比较倾斜，如果使用一般的采煤机，并不能使矿区更加安全，如果采煤机有变频效果，可以对倾斜度较大的地方进行调节，使设备在比较复杂的环境中，也能稳定运行，可以实现安全生产。还有一种是提升机，开采煤矿阶段，同时也应用到提升机，而且得到普遍应用。我国一直在对提升机进行研发，提升机逐渐符合我国煤矿开采的标准，通过相关数据表明，我国有几百个煤矿都采用了提升机，而且提升机具有一定的变频性能，通过控制煤矿机设备，使工作人员操作更加简便，可以了解到提升机的一些状态，利用变频技术兼容性特点，可以将输入和输出的电路提供给操作人员。最后一种是胶带输送机，煤矿在生产过程中，胶带输送机具有重要意义，但是使用胶带输送机，会产生较大功率，在运行阶段，需要应用更高的电压，如果使用普通技术，会产生空载或者轻载现象，虽然不会影响到煤矿的生产，但是会使电能消耗更多能量，使用变频技术，可以将减少能量消耗，所以近些年来，新的胶带运输机已经逐渐被使用，电网系统可以反映出电机消耗的能量，使电能消耗的总量降低。
        2.4在提升机中实现对变频控制技术的应用
        在煤矿机电设备当中，提升机作为一种运输机电设备。在传统的机械设备当中，利用技术的特定功能，在金属进组当中接入电动机，并使用开关键进行对线路的接触和切除，通过改变电阻来实现对提升机的调速工作进行。要想让传统提升机正常运行，所需要运用的电能消耗相对较大，同时还会给零部件造成很大程度上的磨损，且机械在实际维修当中具有很大的困难。提升机作为一种煤矿机电设备，具有较高的危险性。一旦发生安全事故，为煤矿企业的成本带来更大的影响，直接会造成很大的经济损失。
        结语
        煤矿机电设备中的变频节能技术是煤矿开采企业缩减成本、提高经济效益的重要途径，也是实现经济效益和社会效益双赢的有效方式。虽然目前煤矿机电设备中的变频节能技术还没完全普及，但是其低消耗、安全性的优势可以促进企业的发展，与生态的保护达到双赢的结果。除此之外，将变频节能技术和煤矿开采结合到一起，还能有效的提高设备的稳定性和运行效率，延长设备的使用寿命，这也有利于降低对设备的保养和维修成本，促进企业的长远发展。
        参考文献：
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        ［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（3）：187-189.
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