摘 要：隨著煤礦行業(yè)的快速發(fā)展，它的機械化程度越來越高，節(jié)能的要求也日益提升，變頻技術(shù)能夠起到節(jié)能降耗和調(diào)節(jié)的作用，因此，它在煤礦中的應(yīng)用受到普遍的關(guān)注，技術(shù)也越來越成熟。變頻技術(shù)的應(yīng)用給煤礦的發(fā)展帶來了很大的經(jīng)濟利益，使它的成本降低，工作效率大大提高。文章主要分析了變頻技術(shù)的特點，然后討論了變頻技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，希望能找出其中的不足，將變頻技術(shù)更好地運用到煤礦的發(fā)展中。

關(guān)鍵詞：變頻技術(shù)；原理；特點；煤礦；應(yīng)用

引言

隨著能源需求量越來越大，煤礦行業(yè)的發(fā)展也更加迅速，各種新的技術(shù)、設(shè)備都運用到了煤礦中。但是煤礦生產(chǎn)是一個非常耗能的產(chǎn)業(yè)，在生產(chǎn)過程中的提升、運輸、通風(fēng)、排水等各個環(huán)節(jié)的耗能占據(jù)了整個煤礦生產(chǎn)的大部分，節(jié)能問題是人們需要考慮的重要問題。變頻調(diào)速能夠很好地控制機械設(shè)備的調(diào)速，同時還能起到節(jié)能的作用。目前，變頻技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用比較廣泛，它極大地促進(jìn)了煤礦中機電設(shè)備的安全高效地運行，還為煤礦的節(jié)能做出了重大的貢獻(xiàn)，給煤礦企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益。

1 變頻技術(shù)在煤礦發(fā)展中的重要意義

煤礦資源是一種不可再生的資源，它的資源是有限的，目前，煤礦資源的開采量日益增多，各個煤礦企業(yè)之間的競爭也更加激烈，導(dǎo)致煤炭資源的剩余量越來越少，各個企業(yè)要想在激烈的競爭中獲得成功，就需要不斷地提高自身的技術(shù)水平，多注意節(jié)能、環(huán)保，增強企業(yè)的綜合實力。將變頻技術(shù)運用到煤礦的機械設(shè)備中，不僅能夠為企業(yè)減少很多能源的浪費，起到節(jié)能的作用，還能減少有害物質(zhì)的排放，使環(huán)境得到保護(hù)，這樣不僅提高了企業(yè)的競爭力，還保證了企業(yè)健康穩(wěn)定地發(fā)展。在煤礦的用電中，機械設(shè)備的用電量達(dá)到70%，變頻技術(shù)可以大大減少機械設(shè)備的用電量，達(dá)到節(jié)能的作用。并且，變頻技術(shù)的可控性能也比較強，因此，在煤礦生產(chǎn)中運用比較廣泛。在選擇變頻設(shè)備時，我們應(yīng)該選擇可靠性比較強、安全性比較高、節(jié)能效果較強、使用簡易方便的變頻設(shè)備。

2 變頻技術(shù)的基本工作原理

為了使煤礦機械設(shè)備在正常工作的同時，還能盡量的節(jié)能，可以在這些機械設(shè)備中加入變頻技術(shù)，避免設(shè)備工作中動力的浪費，造成能源的浪費。變頻技術(shù)是多門技術(shù)的綜合，如電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)、傳送技術(shù)等，運用強弱電的結(jié)合來控制機械設(shè)備的運行。變頻技術(shù)主要包括四部分，整流、逆變、直流、控制，這幾個部分之間有著緊密的聯(lián)系，共同控制著電機的運行。它的工作原理：首先將半導(dǎo)體元件運用電力電子技術(shù)中的逆變器技術(shù)將工頻信號轉(zhuǎn)變成其他頻率的信號，然后將這些不同頻率的信號進(jìn)行整流，轉(zhuǎn)換成直流電，運用這些逆變器來對設(shè)備中的電壓和電流進(jìn)行控制，形成無極調(diào)速，變頻器的工作原理圖如下圖1所示。

3 變頻技術(shù)的特點

變頻技術(shù)在煤礦中運用廣泛，它的特點主要有以下幾點。第一，變頻技術(shù)的啟動比較平穩(wěn)。煤礦在啟動供電的瞬間，電壓會大幅度地下降，造成煤礦中電機設(shè)備的運行受到影響，較大的電流還會損壞設(shè)備并帶來安全隱患，運用變頻技術(shù)來啟動，實現(xiàn)了電壓的平穩(wěn)變化。第二，變頻技術(shù)的調(diào)速性能也比較好。根據(jù)電機工作時所需要的實際參數(shù)以及相應(yīng)負(fù)荷的變化情況來運用變頻技術(shù)對電機進(jìn)行控制，實現(xiàn)電機的調(diào)速，大大降低了損耗。第三，變頻技術(shù)能使電壓的波動區(qū)域穩(wěn)定。電機進(jìn)行工頻啟動，會導(dǎo)致系統(tǒng)中電壓發(fā)生大的波動，這樣會造成系統(tǒng)中一些對電壓比較敏感的設(shè)備運行出現(xiàn)異常，采用變頻技術(shù)，可以使電壓平滑的緩緩升高，降低了電壓波動的程度，可以減少電機發(fā)生巨大的振動，可以延長電機的使用壽命。第四，變頻技術(shù)可以使電機的啟動電流得到有效地控制。電機工頻啟動的電流是額定電流的七八倍，這樣會使電機的電應(yīng)力增大，并產(chǎn)生巨大的熱量，變頻技術(shù)可以實現(xiàn)電機的零電壓啟動，這樣電流也會大幅度降低。

4 變頻技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用

4.1 提升機

煤礦生產(chǎn)中，提升機的主要作用就是安全地運送工作人員和各種材料，使其到達(dá)合適的位置。它在工作的過程中啟停的過程比較頻繁，速度也頻繁的變化，傳統(tǒng)的提升機主要是在電機內(nèi)部接入可以調(diào)節(jié)的電阻來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速，這種方法造成電機的發(fā)熱嚴(yán)重、損耗增加。變頻技術(shù)是通過計算機編程來準(zhǔn)確控制電機的運作，減少了電路中電氣設(shè)備的使用量，也減少了維修成本。若要改變系統(tǒng)的功能，只需要改變編程就能實現(xiàn)。將變頻技術(shù)運用到提升機中，能使其運行更加平穩(wěn)、安全，使用性能也大幅度提升，電氣控制減少了機械件摩擦，更加的節(jié)能。提升機的壽命也能增強。

4.2 采煤機

采煤機在煤礦聲場中的作用最為重要，它的運行特點和提升機的一樣，都是啟停比較頻繁、速度變化比較復(fù)雜。將變頻技術(shù)運用到采煤機中，實現(xiàn)采煤機的四象限運行，能使電機的運行功率更大，電壓更穩(wěn)定，使其實現(xiàn)精確的控制，操作也更加方便。采煤機的四象限運行可以擴大它的調(diào)節(jié)范圍，但是它的牽引速度應(yīng)該保持相對穩(wěn)定，這樣設(shè)備才不會出現(xiàn)溜車和下滑的現(xiàn)象。

4.3 皮帶機

煤礦生產(chǎn)中的皮帶機是用電機牽引著皮帶運用摩擦力的作用運動來傳送各種礦料，這種電機的功率相對比較大，因此在皮帶機起動時應(yīng)該保證其有足夠的啟動電流。目前，皮帶機多采用軟啟動的方式，大多使用液力耦合器，此時啟動電流相對比較大，造成電壓波動巨大和皮帶的老化速度加快，同時還使機器內(nèi)部產(chǎn)生大量熱，造成油溫升高，機械磨損嚴(yán)重。運用變頻技術(shù)實現(xiàn)皮帶機的軟啟動，可以使機器的啟停和運動更加穩(wěn)定，能源利用率大大提高，達(dá)到90%，達(dá)到節(jié)能的效果，同時還能減少各種維修和維護(hù)成本，經(jīng)濟效益比較強。

4.4 通風(fēng)機

在煤礦開采中，通風(fēng)機是不可缺少的一部分，被稱作煤礦企業(yè)的呼吸系統(tǒng)，它運行于整個開采的過程中，運行時間較長，由于煤炭的開采深度在不斷加深，造成對通風(fēng)機的風(fēng)壓要求越來越高，功率也不斷地變化。同時，通風(fēng)機的啟動電流也比較大，對設(shè)備有一定的損壞。運用變頻技術(shù)，可以有效地控制通風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)軟啟動，降低電能的損耗，延長通風(fēng)機的壽命。

5 結(jié)束語

總之，隨著我國電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，變頻技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了一定的水平，它在煤礦生產(chǎn)中的運用也越來越廣泛，但是，還存在著很多問題需要我們解決。相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)該繼續(xù)進(jìn)行變頻技術(shù)的鉆研，使它更加的網(wǎng)絡(luò)化、專業(yè)化、多功能化，從而更好地運用到煤礦的生產(chǎn)中，促進(jìn)煤礦事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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作者簡介：楊志新（1980-），男，寧夏銀川人，工作單位：神華寧夏煤業(yè)集團羊場灣煤礦，主要從事煤礦電機。