摘 要：煤礦機電變頻控制技術(shù)在經(jīng)過一段時間發(fā)展之后，變頻控制技術(shù)已經(jīng)在煤礦領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，并取得了良好的成績，在目前激烈的市場競爭環(huán)境下，企業(yè)的發(fā)展壯大離不開先進技術(shù)的儲備和支持。對于眾多煤炭企業(yè)來說，將變頻節(jié)能技術(shù)廣泛應(yīng)用于煤礦機電設(shè)備中，可以使煤礦機電設(shè)備的運行安全性能得到提升，消除潛在的安全隱患，優(yōu)化操作流程，節(jié)約能耗，提升企業(yè)競爭力，激發(fā)企業(yè)潛能。

關(guān)鍵詞：煤礦機電；變頻控制；節(jié)能技術(shù)

一、變頻控制技術(shù)應(yīng)用特點與狀況

變頻技術(shù)簡單來說是指通過改變電流的頻率來控制電機轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)設(shè)備自動控制的目的，這種頻率的改變無附加轉(zhuǎn)差損耗，是一種現(xiàn)代化的調(diào)速形式。變頻技術(shù)中的核心設(shè)備是變頻器，變頻器構(gòu)成復(fù)雜，主要由整流器、直流環(huán)節(jié)、逆變器和控制電路四部分構(gòu)成，其中整流器是將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?；直流環(huán)節(jié)是用來濾波；逆變器是將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率可控的交流電輸出給電動機，是變頻器的核心元件。變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用是為了使設(shè)備平穩(wěn)運行，避免傳統(tǒng)直流電動機無論在何種工作狀態(tài)下都以額定頻率工作而造成的能源浪費。煤礦機電設(shè)備中運用變頻節(jié)能技術(shù)可以根據(jù)負(fù)載的變化有效調(diào)節(jié)工作頻率，從而達(dá)到提升設(shè)備運行穩(wěn)定性的目的。煤礦在實際生產(chǎn)過程中，對生產(chǎn)全過程的要求較高，而變頻控制技術(shù)在煤礦開采、生產(chǎn)中的應(yīng)用可以有效滿足煤礦行業(yè)發(fā)展的需求，提升機電設(shè)備運行質(zhì)量與效率，減少其在運行期間造成大量能源損耗的現(xiàn)象。變頻控制技術(shù)是新時代發(fā)展的產(chǎn)物，是結(jié)合電子技術(shù)、計算機技術(shù)的優(yōu)勢與特點形成的一種全新的綜合性技術(shù)，可以有效將各類型的機電設(shè)備的單電源頻率進行實時轉(zhuǎn)換，改變電機運轉(zhuǎn)速度，將交流電變成直流電，或?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)變成直流電，為整個機電設(shè)備的安全、穩(wěn)定運行提供良好的保障。

在煤礦機電設(shè)備功率器件方面，機電設(shè)備在實際運行期間經(jīng)過了GTR、IGBT 的智能功率模塊IPM更換的形式得到了快速發(fā)展，而設(shè)備中的變頻功率也在不斷增加。機電設(shè)備在運行期間，整個設(shè)備中的壓頻比控制方法也隨著煤礦行業(yè)的快速發(fā)展發(fā)生了巨大的變化，并將現(xiàn)有機電設(shè)備矢量控制方法進行創(chuàng)新、完善，并對整個機電設(shè)備通過直接轉(zhuǎn)矩的形式進行控制，減少煤礦在生產(chǎn)時能源的損耗，提升能源使用率。在煤礦變頻控制技術(shù)創(chuàng)新過程中，出現(xiàn)了模糊自動化控制與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等控制技術(shù)，可以有效擴大機電設(shè)備的變頻控制技術(shù)的使用范圍，并將原有、單一的數(shù)字信息處理技術(shù)創(chuàng)新、完善，通過高級專用集成電路開展各項工作任務(wù)，只有這樣才能保證所得出的處理結(jié)果有著較高的準(zhǔn)確性，可以通過指令集計算機結(jié)果形成全新的集成電路，通過科學(xué)、合理的途徑進行電力傳輸，減少電力能源的損耗，提升能源的使用效率，實現(xiàn)電力節(jié)能。

二、煤礦機電變頻控制技術(shù)的應(yīng)用與節(jié)能

通風(fēng)機節(jié)能。在煤礦開采過程中，通風(fēng)機是煤礦開采中的重要組成部分，是礦井作業(yè)中不可缺少的通風(fēng)設(shè)備，對礦井作業(yè)開采工作質(zhì)量與效率來說起到了非常重要的作用。再加上煤礦作業(yè)在實際開采過程中需要較長的工作時間，煤礦深度與開采工作壓力逐漸增加，對通風(fēng)機設(shè)備的質(zhì)量要求也越來越高。變頻控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)機中的應(yīng)用可以根據(jù)煤礦開采工作需求將通風(fēng)機設(shè)備進行調(diào)節(jié)、控制，改變風(fēng)量大小，減少能源、資源損耗，實現(xiàn)節(jié)能損耗。另外，變頻控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)機設(shè)備中的應(yīng)用還可以避免其在運行時發(fā)生安全故障，做好風(fēng)力強度的控制工作，延長設(shè)備的使用壽命，將設(shè)備真正的價值體現(xiàn)出來。

采煤機節(jié)能。采煤機是煤炭資源開采過程中使用的集機械、電氣設(shè)備和液壓為一體的大型復(fù)雜設(shè)備，其工作環(huán)境異常惡劣，一旦出現(xiàn)設(shè)備故障導(dǎo)致后續(xù)的整條線路停止運行。同提升機的工作狀態(tài)相似，采煤機的啟停也較為頻繁，產(chǎn)生的電流較大，再加上設(shè)備運行速度復(fù)雜，因而目前中國的煤礦企業(yè)廣泛采用的是電牽引采煤機技術(shù)，該技術(shù)運用四象限運行的交流變頻調(diào)速能量回饋型技術(shù)，其技術(shù)水平為世界前列。四象限變頻器調(diào)速電牽引采煤機在實際運行過程中，大傾角工作面對制動力矩開展一定的調(diào)節(jié)操作時，可以實現(xiàn)穩(wěn)定的牽引速度，并且讓調(diào)節(jié)范圍變大，避免滑跑車，具有操作簡便、可靠性高的特點。

皮帶機節(jié)能。皮帶機是帶式輸送機的簡稱，其原理簡單來說是通過電機轉(zhuǎn)動帶動皮帶運轉(zhuǎn)，在煤礦企業(yè)中主要用來運輸?shù)V料。皮帶機一般使用軟啟動器啟動電機，需要很大的啟動電流，會造成電壓和電力變化，加劇皮帶的磨損和老化，造成電機設(shè)備損壞。在皮帶輸送機中應(yīng)用變頻技術(shù)，可以讓電機啟動時電流發(fā)生的波動有效減少，有助于皮帶的啟停穩(wěn)定，從而減少機電內(nèi)部的機械沖擊與發(fā)熱現(xiàn)象的產(chǎn)生，讓皮帶輸送機的運送作用得到最大化發(fā)揮，并且使功率的平均和同步問題得到有效解決。

礦井提升機節(jié)能。提升機是在煤礦生產(chǎn)中使用的連接礦井與地面的大型機械運輸設(shè)備，它主要的作用是升降物料、人員及設(shè)備，對煤礦企業(yè)有非常重要的作用。由于提升機需要長期在條件復(fù)雜惡劣的環(huán)境下工作，并且啟動與操作的頻率高，調(diào)速任務(wù)多，對其性能和品質(zhì)都有很高的要求，一旦工作人員操作不當(dāng)或由于設(shè)備本身老化的原因發(fā)生故障，對煤礦的經(jīng)營生產(chǎn)都會產(chǎn)生不利影響。提升機在工作時主要依靠的是電動機轉(zhuǎn)子電路中的金屬電阻，通過改變該金屬電阻阻值的大小實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，從而調(diào)控提升機的速度，這也導(dǎo)致了電能的消耗量大，并且降低了安全性。因此將變頻節(jié)能技術(shù)運用到提升機中，可以實現(xiàn)對設(shè)備的數(shù)字信息化控制，使設(shè)備的加減速更加穩(wěn)定，降低故障率，有效控制能耗。通過這樣的方法，可以提高工作人員的安全性，同時物料的輸送也更加高效。

煤礦水泵節(jié)能。變頻控制技術(shù)在礦區(qū)液用泵與供水泵中的應(yīng)用可以保證整個水泵可以安全、穩(wěn)定運行，加強對供水泵運行全過程的控制，保證其在運行時抽水泵可以處于穩(wěn)定、平滑的狀態(tài)，增加整個煤礦開采工作的靈活性，提升開采工作的質(zhì)量與效率，避免其在運行時出現(xiàn)水泵摩擦的現(xiàn)象。變頻控制技術(shù)在水泵設(shè)備中的應(yīng)用可以避免在運行時造成對設(shè)備的沖擊現(xiàn)象，保證操作人員的生命財產(chǎn)安全，從而延長設(shè)備的使用壽命。

三、結(jié)語

將變頻技術(shù)應(yīng)用到煤礦機電設(shè)備中對煤礦企業(yè)有至關(guān)重要的作用，在實際煤炭開采工作過程中使用的傳統(tǒng)機械設(shè)備龐大且電耗巨大，因此必須要合理運用變頻節(jié)能技術(shù)改善傳統(tǒng)機電設(shè)備的性能，提高安全性，降低能耗。運用變頻技術(shù)，一方面可以增加具體的應(yīng)用案例，為相關(guān)技術(shù)研究人員提供實際應(yīng)用資料讓變頻技術(shù)可以得到更好的創(chuàng)新發(fā)展；另一方面可以節(jié)省機電設(shè)備在運行過程中消耗的能量，提升機電設(shè)備的可控性及節(jié)能性。

參考文獻(xiàn)

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[2]劉偉華，周文鵬，張全民.煤礦機電設(shè)備中的變頻技術(shù)節(jié)能改造技術(shù)[J].民營科技，2014（3）：239.

（作者單位：淮北礦業(yè)信湖煤礦籌備處機電管理部）