變頻技術在煤礦機電設備中的應用分析

文/吳克寧，神華寧夏煤業(yè)集團有限責任公司紅柳煤礦

社會發(fā)展的趨勢是經(jīng)濟穩(wěn)定性，技術先進性和設備的高效性，技術的不斷更新和改革是對設備有效變更的有利之處，變頻技術在煤礦機電設備中的應用能夠顯著提升煤礦設備的應用效果。煤礦資源開發(fā)時一項條件極為艱苦的工作，該工作的工作環(huán)境普遍比較惡劣，而且設備大多比較笨重，生產(chǎn)條件比較復雜，對于煤礦設備的損耗也比較嚴重，這就導致工作過程中會比較混亂，工作效率相對較低，不利于煤礦資源開發(fā)的可持續(xù)發(fā)展。

1 變頻技術

1.1 變頻技術的基本理解

變頻技術可以通過改變的頻率從而進行交流電和直流電的相互轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換過程中只改變電流的頻率而不改變電流所攜帶的能量，不會產(chǎn)生的額外電能的損耗[1]。變頻技術的應用可以對電動機之類的需要使用動力來工作的設備實現(xiàn)運動速度的調(diào)節(jié)，改變電動機的轉(zhuǎn)動速度，從而有效的減少能量的消耗，同時途勝工作效率，節(jié)省相應的經(jīng)濟成本。

1.2 變頻技術的作用

1.2.1 調(diào)節(jié)相關設備的啟動電流。使用變頻技術在設備啟動的時候會對電動機的額定電流進行相對應的調(diào)節(jié)，使其不超過在額定功率下正常工作的額定電流。一般情況下，設備在開始啟動的情況下的啟動電流會是額定電流的好多倍，這樣會使設備在啟動過程中產(chǎn)生大量的電熱，在浪費電力資源的情況，發(fā)動機產(chǎn)生的電熱會加大電動機的損耗，減短設備的使用年限[2]。

1.2.2 變頻技術的調(diào)節(jié)功能。通常情況下在工業(yè)設備設計制造過程中都會對設備使用有極端情況的預測，會讓設備在最小和最大的兩種極端之間都能夠正常運行，這樣的設計對于設備的使用是由一定的科學性理論，但是會產(chǎn)生很大程度的浪費，因此變頻技術可以對設備進行調(diào)節(jié)，這樣就可以在設備制造過程中進行相應的調(diào)節(jié)，減少不必要的浪費，從而節(jié)約經(jīng)濟成本。

1.2.3 節(jié)能減排。變頻技術的作用是改變電流的頻率，電流頻率的改變使得電流周圍產(chǎn)生的磁場會發(fā)生相應的變化，從而起到調(diào)節(jié)電動機運轉(zhuǎn)速率的作用。變頻技術的使用代替了直流電動機的重要作用，一定程度上減小設備的實際體積，減小制作成本，同時也大大的降低了設備的維修比率，延長了設備的使用年限。變頻技術的使用在很大程度上節(jié)約了用電量，用電量的減少就是使得相應的二氧化碳排放減少，減緩了溫室效應。

1.3 變頻技術的發(fā)展需求

變頻技術在工業(yè)設備中的廣泛應用起到了特別重要的作用，因此人們對于變頻技術的發(fā)展和擴大應用范圍有著相當廣泛的關注，其中變頻技術的節(jié)能功效是最為突出的一點，對于煤礦工作的特殊性而言，變頻技術的應用將大大的降低能源消耗，對于綠色開發(fā)有著很重要的意義。

2 煤礦機電設備

煤礦機電設備是對煤礦開發(fā)系統(tǒng)過程中應用到的所有設備的總稱，其中包括機械設備、電氣裝置和一些機械設施等都是煤礦生產(chǎn)的必要條件，用于煤礦開采工作的設備主要包括提升、通風、壓力、排水、挖掘、傳輸、安全監(jiān)控等相關的設備，不同的設備在煤礦開采的具體工作中有具體的功能。

3 應用研究

3.1 變頻技術在煤礦機電設備中的應用實例

3.1.1 變頻技術在立井提升設備中的應用。變頻技術在立井提升設備中的應用主要體現(xiàn)在數(shù)字化控制技術，它可以通過遠程操作實現(xiàn)對于設備進行相應的操作控制，主要是在控制編程系統(tǒng)和調(diào)速控制系統(tǒng)中，高效率的提升整個工作中的通訊能力，提升系統(tǒng)的抗干擾能力和施工過程中安全性的控制，避免意外事故的產(chǎn)生，從而損害施工人員的生命財產(chǎn)安全，影響施工進程，帶來不利影響。

3.1.2 變頻技術在傳輸機設備中的應用。煤礦施工過程中的傳輸機主要是運送煤和一些礦石，它是通過電動機來進行動力傳輸，通過傳輸皮帶在傳輸過程中產(chǎn)生的摩擦力來實現(xiàn)對于煤礦的運輸效果，變頻技術的使用可以有效減少機械運動產(chǎn)生的傳輸帶損壞的現(xiàn)象，同時有效降低傳輸過程中電流過大造成的傷害，減少電動機的產(chǎn)熱效果，提高施工設備的穩(wěn)定性能，從而節(jié)省投資成本，也能節(jié)約時間成本，明顯的能夠提高當中的經(jīng)濟效益。

3.2 使用變頻技術的優(yōu)勢

3.2.1 對于負載能力強的設備來說，變頻技術的使用明顯的穩(wěn)定了設備使用使用過程中對于速率的控制調(diào)節(jié)，對于風機、水泵之類的設備而言，它們的使用速率與運轉(zhuǎn)速度的指數(shù)關系成相應的比例，因此可以有效調(diào)節(jié)使用功率和轉(zhuǎn)速之間的物理關系。使得在用戶需求較小的流量時，設備的運動速度也可以進行相應的調(diào)節(jié)，從而相當程度的提升設備的工作效率。

3.2.2 變頻技術對于電動機的運轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)有相當大的優(yōu)勢。變頻技術能夠相對簡單的的實現(xiàn)電動機的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度的改變。設備開始啟動時大都速度較低，功率較小，變頻技術的使用可以使得電動機的加減速度相對比較平緩，從而節(jié)省電能的異常消耗，同時變頻技術的使用根據(jù)電動機的構造實現(xiàn)自我制動的效果，也可以節(jié)省大量的用電消耗。

3.2.3 變頻技術還可以被大量的應用在各種機械控制設備當中，例如傳送裝置、起重裝置等。變頻技術的廣泛應用可以簡化相應機械設備的操作步驟，使得操作更加簡單容易上手，最重要的是可以延長設備的使用年限，增加設備工作的周期時間，提高機械過程中的成品比率，進一步提升設備的工作水平。

4 結(jié)束語

變頻技術在一些家電例如空調(diào)的使用比較廣泛和使用時間較早，技術相對來說也比較成熟，然而在煤礦施工設備中的使用時間比較短暫，因此還需要進行大量的技術參考和相關數(shù)據(jù)的收集，已達到更好的應用于煤礦企業(yè)中的目標和要求。

[1]王忠林.探討我國煤礦機電設備中變頻節(jié)能技術的應用[J].中小企業(yè)管理與科技旬刊,2015(27):105-105.

[2]王強.基于變頻節(jié)能技術在煤礦機電設備中的應用[J].機械管理開發(fā),2015(3):66-67.