变频技术在现代煤矿机电工程中的应用
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近年来，我国的煤矿资源被不断开采，煤矿行业的利润越来越少，煤矿行业之间的竞争也因此越来越激烈。由于煤矿企业用电量大，因此提高煤矿生产机械的节能效率，能够使煤矿企业在一定程度上节约生产成本，从而提高煤矿企业的生产效率。将变频技术应用于煤矿机电工程中，能够有效为煤矿企业节能减排，提高煤矿企业的市场竞争力。
1煤矿机电工程中变频技术的原理概况
在实际的煤矿机电工程中，煤矿生产机械在正常运行的时候不需要在满负荷的情况下进行长时间工作。因此，在满足机械正常动力的条件下，煤矿机电工程应该尽量减少机械的耗电量，将变频技术应用与煤矿机电工程中能够实现节能减排的要求。变频技术是一项包含多种机械技术的综合技术，包括数控技术、电机传动技术和电力电子技术。一般而言，变频技术是在机械中设置半导体构件，使工频电流信号转化为其他频率，再将此工频交流点转化为工频直流电，最后使用逆变器控制直流电及其电压，从而达到对机械设备进行无极调控的目的。总而言之，将变频技术应用到在现代煤矿机电工程中就是利用电流频率和电机转数之间的增长联系，通过对直流电进行控制并调节电机转动速度，使电机能够稳定工作，提高煤矿机电设备的工作效率，减少机电设备对能源造成的浪费。
在现代煤矿机电工程中，许多机电设备都应用了变频技术，使用变频技术既可以控制调节机电设备的工作状态，又可以利用现代数控技术对机电设备进行远程控制并且对其进行智能操作。
2.1变频技术在提升机中的应用
在现代煤矿机电工程中经常会使用到提升机，提升机设备主要起运输作用，其主要职能是将矿场中的工作人员和煤矿运送到指定地点。由此可见，提升机在煤矿生产的过程中占有非常重要的地位。但由于煤矿生产工作的速度会随着开采速度而变化，工作人员需要对煤矿提升机设备的提升速度进行频繁的调整，而且需要经常开启和关闭提升机。在传统的煤矿机电工程中，煤矿提升机的调速控制原理是在电机控制电路中加入金属电阻元件，通过调节电阻大小以调整提升机的转速。这种传统的电机调速装置不仅耗电量大，而且会产生多余的热量，对提升机设备造成损坏，而且传统电机调速装置的调速范围十分有限，而且调节速度的精确度也较低。特别是操作人员在控制提升机下降时还需要额外使用制动装置对提升机下降速度进行辅助控制，加大了能源的浪费；同时，会使煤矿生产过程产生危险。而在提升机中应用变频技术，可以从根本上解决传统变速装置能耗大的问题，使提升机在运行时保持平稳，进而消除煤矿生产过程中的安全隐患。在提升设备中应用变频技术可以很大程度减少使用继电器，减少企业维护电路所需要的费用。同时，使用变频技术能够更为精确地控制和调节提升机的运行速度，变频技术可以通过修改电路命令来改变煤矿提升设备的系统功能。通过使用变频技术能够使提升设备的下降方式转变为通过机械摩擦控制提升机的下降速度，从而降低对设备的磨损，延长了提升机的使用时限。
2.2变频技术在皮带设备中的应用
在煤矿的开采和生产的过程中，皮带设备正常运行所需的功率比提升机设备更大。皮带设备在煤矿的生产工作中起到了传输功能，其工作原理是通过设备的运转将皮带上的煤矿运送到工程指定地点；其运行原理是通过轮毂与皮带之间的相互摩擦从而使皮带设备正常运行。皮带设备需要非常大的启动电流来能实现运转，目前我国的煤矿机电工程中普遍采用液力耦合设备对皮带设备进行软启动，在皮带设备软启动时需求的启动电流大，不仅会造成电路中的电压造成较大压力，还会对皮带设备中零件造成严重的损伤。液力耦合设备在运作过程中会产生较多热量，使皮带设备内部的温度过高，最终增加设备机械的磨损；同时，对设备运行造成安全隐患。在皮带设备中应用变频技术，不但能够取代液力耦合设备对皮带设备进行软启动，而且让皮带设备在启动、运行以及停止过程中保持稳定，提高了皮带设备的能源利用率。
2.3变频技术在煤矿风机中的应用
随着我国工业技术水平的不断提高，矿井通风的设计方案种类较多，如在煤矿开采工程中期，主要通过调整煤矿风机的不同方位来保障矿井通风，但实际操作步骤较多，且容易对煤矿风机造成不必要的磨损，这在很大程度上加大了煤矿工程的维修量和维修难度。此外，传统风机的使用频率不高，会造成资源浪费，这也在一定程度上影响了煤矿机电设备的有效利用率。通过将变频技术应用在煤矿风机中，可以有效解决煤矿开采时的通风问题，避免工作人员重复更换煤矿风机，且具有良好的节能效果。例如，煤矿开采和生产过程中，只需要一台风机即可有效对矿井进行通风，且操作也十分的方便。
2.4变频技术在煤矿空气压缩机中的应用
一般而言，煤矿风动机电设备的运行需要利用空气压缩机和交流电机，所以长时间处于全速工作状态。目前，空气压缩机都采用上、下两点式控制，也就是说交流电动机在工频运行状态下，若空压机气缸压力达到预设值上限，空压机关闭进气阀，则不产生压缩气体，电动机此时为空载；若压力下降至预设值下限，空压机打开进气阀，产生压缩气体，电动机此时为重载。根据煤矿机电工程实际操作情况，煤矿实际用气量与产气量很难达到一致，往往致使空压机频繁加载、卸载，对电网、电动机和空压机造成损害。由于变频技术具有控制精密度高、易操作以及不需要维护等优点，所以应用于普通电动机中可以进行调速，并且在空气压缩机拖动负载过程中不需要进行改动，但针对不同煤矿企业的生产工艺要求，应当对空气压缩机转速进行适当的调整。使用变频器驱动的方式，能够从根本上改变传统空气压缩机加载和卸载供气的控制方式，通过调整电机用气量进对转数进行自动调控，确保空气压缩机能够稳定运行，减少空气压缩器的启停次数。
3结语
近年来，随着我国变频技术水平的不断提高，变频技术被应用于煤矿机电工程中的各种机电设备中，其节能效果良好，且调速性能也十分稳定，能够提高机电设备的使用寿命。
作者：王向东