简论煤矿机电设备中变频技术的运用

摘 要：当前，在矿山企业中运用变频技术已经成为矿山企业增加经济效益的一个必然途径，但是在我国仍有一些地方没有得到普及。目前变频技术以其高功率因数、高效能以及其优良实用性，被越来越多的矿产企业所认同。

关键词：变频技术；机电设备；应用

目前，变频技术使用最广泛的是其中变频调速，其使资源的利用更加合理，近几年来，变频调速技术在几乎所有的交流电调速领域内，均获得了极快的发展，这种发展具体表现在理论方面和实际使用方面，其中经过GTR、IGBT的不断更替，功率器件不断向着智能功率方向过渡并发展：①在理论方面，控制压频比方法被不断改进；②在实际应用方面，转矩及矢量的控制均获得极为广泛的使用；③具体到研究方面，科研人员结合人工神经网络及自优化控制等方式进行研究，使得变频技术更加智能化。总之，随着调速系统的集成度不断提高，变频器的种类、功能越来越综合化，变频技术使得机械的基本调速作用可得到顺利实现之外，还增添了很多的新功能，例如常见的参数辨识、通信系统、自动调控以及内置编程等。

1煤矿中变频技术的具体运用分析

煤矿开采中，因环境恶劣，各类地质及生产条件复杂，很多的机械设备需要经常启动，能耗很大且工作效率较低，严重的制约着煤矿的发展，利用变频技术可有效实现节能增效并增加煤矿经济效益的目的，因此变频技术的引用及发展为煤矿的发展注入了新的动力。

1.1煤矿生产中变频技术的使用分析

目前，普通变频器在机械领域及各类生产领域内已普遍得到利用，其不但可达到有效节能降耗，还不断向着控制系统的简单化、人性化、智能化、远程性等方向过渡。某煤矿在对变频技术使用时，首先对煤矿的给煤机进行了技术创新，其利用变频变速控制置换了过去的手动阀门控制，运用了新式的模块化设计多用途标准变频器，该系统有着科学的参数系统；调试软件；模拟量输入/输出，数字量输入以及机电器输出，另外其通过1台变频器来实现2台空气压缩机的驱动，利用储气罐的内部压力，来达到系统的压力闭环管理，最终完成自动协调空气压缩机台数及调整空气压缩机的转速，完成了空气压缩机高效、节能工作。

1.2变频技术在流体设备中的应用分析

在煤矿中的流体设备主要包括通风机及抽水机，其中通风机的自动调速设备主要分为瓦斯监测和变频控制两个系统，其利用不同的技术实现通风机内部转速的合理控制，可实现全面的自动化水平，借助通风机内部自动变速设备，使得原来部分的恒速转叶变为了现在的调速转动。

1.3交流四象限变频器的应用分析

在煤矿中的对于提升机、采煤机等这类机电设备，因为其有着大量的启动。停止及变速要求，因此在变频器使用时，就要求其具备四象限工作。四象限变频器使得整个电路内部的流桥变为智能功率系统（即为可控制流桥），其可在电动机工作状态下，完成有效的调速。

2煤矿中各类机电设备结合变频技术的具体应用

2.1风机中的应用及优点

在煤矿的特殊环境中已有为煤矿风机专门进行设计的常用变频调速装置，比如在杨村的矿难风井的重新改造过程中，该装置具有很多的优点，其主要的优点可以描述如下：①可以很好的避免瓦斯超限。在供电正常的情况下，要根据掘进工作面的多少确定瓦斯的数量，通风机中的自动调速装置可以根据具体的情形进行风速的调整，预防瓦斯超限的情况，或者预防风量太大而造成扬尘的出现。②节能通风措施的实现。在整个掘进过程中，只要用一台足够容量的通风机，风量即可满足各种情况的需要，这就在一定程度上减少了局部位置风机的更换措施，不仅能够节省较多的时间，还能够使电能得到节约。③没有最大的效率限制，从而能够实现瓦斯的自动排放还可以进行自行控制。在出现了可以预测的不出现风的状态或者意外停电时，在掘进工作面中的瓦斯数量超过了限制，此时就可以不借助人工的力量进行瓦斯的排放，只要调动自动调速装置，就可以实现目标，不但能够保证安全还能够取得较高的效率。

2.2采煤机中的应用及优点

目前，我国的变频技术在采煤机中的应用已经发展到国际领先水平，由我国生产并制造的变频式采煤机已经达到2×110kW以上的行走功率，相对应的电压数值为380V，可以很轻松的实现在转机额定转速下，对转机恒定转矩的适当调整。采煤机中的变频提速模式已经由传统的“一拖二“逐步过渡到“一拖一”，具体表现在原有的能量回馈型四象限在运行领域内开始使用交流变频采煤技术，其中对额定转速上面开始的恒定功率的调整来说，还要求使用两台变频器进行转矩的平衡调整，另外还要进行逐从控制。通过对某煤矿的采煤机使用情况研究发现，采区的倾角处于13度到19度之间，局部范围的倾角介于26度到31度之间，通过对现场的实际工作状态进行分析认为：使用的四象限变频器进行调速的采煤机可实现较大范围内的工作面倾角适当调整，可实现将采煤机的牵引速度保持在一个恒定不变的状态下，杜绝了机器出现下滑跑道等现象。另外由于机器结构并不是特别复杂，因此操作相对较为简单，还可实现对采煤机速度的有效调控。

2.3提升机中的应用及优点

我国西北某煤矿公司首先使用了变频防爆提升机，该设备利用无速度矢量遥感器控制模式，具备四象限运行。系统设定有过流、欠压、过压及电机缺相等保护措施。另外风光提升机变频器是我国变频提升机中的杰出产品，其广泛的适用于我国各大矿山，其中最先进的JD-BP32-185P型提升机是其中的代表之一，该提升机具备优良的数字化控制系统并设计安装有专用的软件，于此同时，系统还具备较强可兼容性、升级性等特点，另外系统还有着合理的输入输出接口电路，因此可很好的完成远程调控。

3结语

随着现代科学技术的不断发展和完善，电力电子技术和微电子技术也取得了迅速的发展，高压问题因为引进高压大功率变频调速装置而得到了根本上的解决。采用交流电机变频调速能够最大限度的节约电能，完善工艺流程，使产品质量得到改善，同时成为改善运行环境的重要手段之一。而变频技术以其高功率因数、高效能以及其优良实用性，被越来越多的矿产企业所认同，目前变频技术虽然在矿山机电设备中的使用越来越广泛，但是在一些专业领域，如智能化、远程控制等方面我国仍处在研发阶段，因此这就需要相关的研究人员及学者不断学习新的知识，以不断创新出新技术新设备以供企业的使用。

参考文献：

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