煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻技術(shù)的運(yùn)用

王 占

（鄂托克前旗長(zhǎng)城三號(hào)礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 016299）

變頻技術(shù)在許多電器中的應(yīng)用都非常廣泛，使用變頻技術(shù)可以有效降低電器的耗能。在煤礦開(kāi)采的過(guò)程中使用變頻技術(shù)，將之應(yīng)用到開(kāi)采使用的機(jī)器設(shè)備中，可以有效節(jié)省電能使用，提高機(jī)器的使用效率。例如，煤礦開(kāi)采中使用的風(fēng)機(jī)等機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用變頻技術(shù)不僅能節(jié)省耗能，還能保障在礦井以及開(kāi)采地點(diǎn)的正常使用，避免由于機(jī)器出現(xiàn)故障造成開(kāi)采工作受到影響。這也直接推動(dòng)了變頻技術(shù)在我國(guó)煤礦行業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展，大大提升了煤礦開(kāi)采工作的效率。

1 變頻技術(shù)的作用及工作原理

1.1 變頻技術(shù)的實(shí)際作用

變頻技術(shù)顧名思義，就是通過(guò)一定技術(shù)使得機(jī)器在工作時(shí)，可以根據(jù)工作環(huán)境以及機(jī)器工作強(qiáng)度等影響因素，適當(dāng)自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)器的運(yùn)行狀況及其耗能情況。由此可見(jiàn)，變頻技術(shù)主要包括兩類的主要功能——變頻和節(jié)能。以上兩項(xiàng)主要功能也是帶動(dòng)變頻技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)生活中具有廣泛應(yīng)用的主要?jiǎng)恿?。從變頻的功能來(lái)看，在煤礦開(kāi)采行業(yè)中，由于工作環(huán)境比較復(fù)雜，因此在使用機(jī)器時(shí)往往會(huì)根據(jù)開(kāi)采地形以及礦井等對(duì)機(jī)器進(jìn)行控制，甚至經(jīng)常會(huì)緊急制動(dòng)。這樣的操作不僅影響工作人員的工作進(jìn)度，而且長(zhǎng)期進(jìn)行此類操作，對(duì)機(jī)器的損傷極大。將變頻技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)電設(shè)備中，可以更加靈活簡(jiǎn)便地對(duì)機(jī)器設(shè)備進(jìn)行工作調(diào)整，這樣不僅不會(huì)影響機(jī)器的正常使用，還能有效提升工作人員的工作效率。從節(jié)能功能的角度來(lái)看，開(kāi)采煤礦中使用的各種機(jī)器在使用變頻技術(shù)前，其調(diào)節(jié)方式是僅將機(jī)器工作中斷調(diào)節(jié)工作狀態(tài)，這樣只能簡(jiǎn)單地調(diào)節(jié)機(jī)器的工作輸出量，卻不能相應(yīng)的節(jié)省電能的使用情況。因此，這會(huì)造成大量的電能損耗，導(dǎo)致資金成本浪費(fèi)。應(yīng)用變頻技術(shù)后，可以通過(guò)變頻技術(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)電能的輸出量，從而改變機(jī)器的工作狀態(tài)，這樣可以切斷電能浪費(fèi)的根本，有效提升電能使用率。

1.2 變頻技術(shù)的工作原理

變頻技術(shù)的主要工作原理是通過(guò)線路中交直流電的更換實(shí)現(xiàn)電流頻率的變化，但是，變頻技術(shù)中的電流頻率變化并不會(huì)引發(fā)電能的變化。在機(jī)器工作過(guò)程中，電流頻率的變化以及交直流電的相互轉(zhuǎn)化會(huì)極大地減少電能的浪費(fèi)，將變化的電流輸送到機(jī)器中以支撐機(jī)器工作，可以有效節(jié)省機(jī)器工作中浪費(fèi)的但能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

2 變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用現(xiàn)狀

煤礦開(kāi)采工作中，會(huì)使用很多機(jī)器協(xié)助開(kāi)采。其中，風(fēng)機(jī)可以保障礦井中的空氣正常流通，為工作人員提供正常流通的氧氣；水泵可以將開(kāi)采過(guò)程中的積水順利泵出，以保障礦井中沒(méi)有雜質(zhì)干擾開(kāi)采；升降機(jī)可以將開(kāi)采中的土壤及礦石等運(yùn)送到地面上。這些機(jī)電設(shè)設(shè)備等都是煤礦開(kāi)采工作中必要的設(shè)備，而將變頻技術(shù)應(yīng)用到這些設(shè)備中，能夠有效控制電流的輸送狀況，減少由于工作環(huán)境的變化造成電能浪費(fèi)，大大提升電能的利用率。使用變頻技術(shù)，還能改善機(jī)器的操作功能，使得機(jī)器更加自動(dòng)化，不會(huì)由于人工操作不當(dāng)以及強(qiáng)制改變其工作狀態(tài)損害機(jī)器，能夠適當(dāng)延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命。

目前，我國(guó)大多數(shù)行業(yè)都開(kāi)始應(yīng)用變頻技術(shù)，在煤礦開(kāi)采行業(yè)中，也有不少企業(yè)開(kāi)始逐漸將變頻技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)電設(shè)備中，這直接提高了我國(guó)煤礦開(kāi)采行業(yè)的工作效率，還能為所有工作人員的生命安全作出有效保障。煤礦開(kāi)采行業(yè)中應(yīng)用變頻技術(shù)，能極大程度上促進(jìn)我國(guó)煤礦行業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展，使得我國(guó)煤礦行業(yè)在世界范圍內(nèi)占據(jù)非常重要的位置，間接促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn)步。此外，由于大多數(shù)煤礦行業(yè)都開(kāi)始應(yīng)用變頻技術(shù)，一些小型的企業(yè)也認(rèn)識(shí)到變頻技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并通過(guò)學(xué)習(xí)與考察將變頻技術(shù)應(yīng)用到自己企業(yè)開(kāi)采煤礦的工作中，使得原本落后的機(jī)器煥然一新，帶動(dòng)煤礦行業(yè)的技術(shù)建設(shè)與發(fā)展。

3 變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 變頻技術(shù)在皮帶機(jī)中的應(yīng)用

皮帶機(jī)作為煤礦開(kāi)采行業(yè)中非常重要的運(yùn)輸工具，其在開(kāi)采過(guò)程中經(jīng)常被用到。在皮帶機(jī)工作時(shí)，由皮帶帶動(dòng)輪車(chē)進(jìn)行位移，將車(chē)中的材料運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)。通過(guò)使用皮帶機(jī)，能夠大大提升工作效率，形成比較完善的運(yùn)輸系統(tǒng)。但是，在皮帶機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，需要在啟動(dòng)瞬間帶動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)和工作，因此，皮帶機(jī)的啟動(dòng)需要耗費(fèi)大量電能。這些電能并未完全被皮帶機(jī)使用，而是在啟動(dòng)后就被浪費(fèi)。同時(shí)，啟動(dòng)過(guò)程中皮帶開(kāi)始緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，但是由于啟動(dòng)瞬間電能驟增皮帶受到影響極容易發(fā)生斷裂，液力耦合器在啟動(dòng)瞬間也會(huì)由于啟動(dòng)產(chǎn)生大量的熱能，這些熱能會(huì)嚴(yán)重影響皮帶機(jī)的正常工作，長(zhǎng)期工作后會(huì)造成機(jī)器的損傷。將變頻技術(shù)應(yīng)用到皮帶機(jī)中，可以在啟動(dòng)瞬間減少電能的損耗，平緩的電能輸出使皮帶機(jī)開(kāi)始運(yùn)行，通過(guò)這樣的方式能夠有效提升皮帶機(jī)的使用壽命和提升工作效率。

3.2 變頻技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用

采煤機(jī)是煤礦開(kāi)采工作中必須使用的重要機(jī)器之一，開(kāi)采人員使用的開(kāi)采工具，因此采煤機(jī)通常需要最惡劣的工作環(huán)境下工作。由于礦井中的照明條件以及通風(fēng)狀況不夠良好，因此在采煤機(jī)工作時(shí)容易出現(xiàn)機(jī)器受潮等故障，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)由于導(dǎo)線的漏電造成火災(zāi)爆炸等，這樣的故障嚴(yán)重威脅著一線開(kāi)采人員的生命安全。為解決這樣的事故，減少采煤機(jī)發(fā)生故障的概率，有效保障礦井匯總煤礦開(kāi)采人員的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全，要將變頻技術(shù)應(yīng)用到采煤機(jī)中。與傳統(tǒng)采煤機(jī)相比，同一時(shí)間內(nèi)變頻采煤機(jī)能夠挖掘更多煤礦，其開(kāi)采質(zhì)量也得到很大程度的提升。另外，變頻技術(shù)下的采煤機(jī)，減少了由于電流控制不當(dāng)造成的安全事故以及機(jī)器故障，能保障人們的生命安全，減少維修機(jī)器使用的資金成本。

3.3 變頻技術(shù)在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用

風(fēng)機(jī)在煤礦開(kāi)采過(guò)程中的作用，就是保障礦井中的空氣正常流通，保障地下工作人員的生命安全。在風(fēng)機(jī)工作過(guò)程中，隨著礦井深度不斷變化，礦井中的氧氣濃度也在相應(yīng)發(fā)生變化，工作人員需要在礦井深度加深、氧氣濃度越發(fā)稀薄時(shí)更換不同工作效率的風(fēng)機(jī)，而不斷地開(kāi)啟、關(guān)閉風(fēng)機(jī)會(huì)造成嚴(yán)重的電能浪費(fèi)現(xiàn)象。另外，礦井內(nèi)部空氣的流通需要多臺(tái)風(fēng)機(jī)同時(shí)工作才能確保有足夠的氧氣，這樣在工作中可能會(huì)由于頻繁開(kāi)更換風(fēng)機(jī)規(guī)模而造成工作人員的工作效率降低。在風(fēng)機(jī)中應(yīng)用變頻技術(shù)，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的工作頻率，使礦井深度不斷變化時(shí)不需要頻繁更換風(fēng)機(jī)，且能在不影響礦井正常工作的基礎(chǔ)上有效節(jié)省電能。

3.4 變頻技術(shù)在水泵中的應(yīng)用

礦井開(kāi)采過(guò)程中，隨著礦井深度不斷增加，難免會(huì)遇到一些地下水的流經(jīng)路線，若開(kāi)采中不小心將地下水的流經(jīng)路線截?cái)?，就?huì)在礦井中積累大量地下水。此時(shí)若不及時(shí)處理這些地下水，這些地下水滲透到井壁上時(shí)就可能會(huì)造成礦井塌方，對(duì)工作人員的生命安全有非常大的威脅。同時(shí)，地下水具有一定的導(dǎo)電性，而地下作業(yè)工作時(shí)需要用到導(dǎo)電線路，若導(dǎo)線的某部位裸露在空氣中，一旦與地下水一經(jīng)接觸，就會(huì)立即發(fā)出電流，這時(shí)礦井中的工作人員就會(huì)有觸電危險(xiǎn)。而且，若電流過(guò)大，甚至還會(huì)造成嚴(yán)重的爆炸事故。因此，水泵的作用被凸顯，將地下水通過(guò)水泵從地下泵出，可以有效保障礦井中的安全的工作環(huán)境。水泵在工作過(guò)程中必須保持長(zhǎng)期運(yùn)行，該過(guò)程對(duì)電能的消耗極大。將變頻技術(shù)應(yīng)用到水泵中，根據(jù)泵水?dāng)?shù)量適當(dāng)調(diào)節(jié)水泵的工作效率，這樣可以保障在泵水較少時(shí)最大限度地節(jié)省電能。

3.5 變頻技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用

提升機(jī)是煤礦開(kāi)采工作中關(guān)鍵性的運(yùn)輸設(shè)備，其主要功能是將大型機(jī)器等從地面運(yùn)輸?shù)降叵?。由于大型開(kāi)采設(shè)備的重力較大，并且提升機(jī)本身工作所需要的功率也較大，因此在提升機(jī)啟動(dòng)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)許多問(wèn)題。首先，在礦井中需要隨時(shí)改變提升機(jī)的運(yùn)輸速度，而改變運(yùn)輸速度需要通過(guò)安裝設(shè)置不同的電阻來(lái)確保提升機(jī)的運(yùn)輸速度發(fā)生變化，這樣就會(huì)造成由于電阻過(guò)大引發(fā)的電能浪費(fèi)。其次，通過(guò)電阻改變通過(guò)的電流，從而改變運(yùn)輸速度，在此過(guò)程中，提升機(jī)本身也會(huì)受到一定程度的損傷，長(zhǎng)期工作會(huì)造成提升機(jī)故障。將變頻技術(shù)應(yīng)用到提升機(jī)的工作中，可以有效減少上述問(wèn)題的發(fā)生，變頻功能代替電阻改變電流，從根本上控制電流的輸出，從而達(dá)到節(jié)能效果。變頻提升機(jī)在工作時(shí)就能夠根據(jù)運(yùn)輸速度控制電流輸出，使得提升機(jī)的工作狀態(tài)比較穩(wěn)定，從而提升其使用壽命。

4 結(jié)束語(yǔ)

煤礦機(jī)電設(shè)備中對(duì)變頻技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，目前我國(guó)不少煤礦開(kāi)采團(tuán)隊(duì)都已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了變頻技術(shù)的初步應(yīng)用，為其工作效率的提升與工作人員的生命安全提供了巨大的保障。在各類型的煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用變頻技術(shù)，可以提升該設(shè)備的工作效率，對(duì)整個(gè)開(kāi)采行業(yè)都具有非常關(guān)鍵的作用，對(duì)于提升我國(guó)煤礦開(kāi)采技術(shù)在世界范圍內(nèi)的影響力也有極為關(guān)鍵的作用。