變頻技術(shù)在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中的應(yīng)用

＊王亞棟

（山西天地王坡煤業(yè)有限公司 山西 048000）

現(xiàn)階段，我國(guó)煤礦資源儲(chǔ)存量逐漸下降，煤炭企業(yè)為了提高經(jīng)濟(jì)效益，要結(jié)合時(shí)代的需求來(lái)進(jìn)一步完善技術(shù)工作，降低運(yùn)營(yíng)成本。經(jīng)過(guò)研究，為了控制煤礦企業(yè)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中電能的消耗，通過(guò)采用變頻技術(shù)，進(jìn)一步提高了開(kāi)采質(zhì)量，提高了煤礦企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)成本的降低。

1.變頻技術(shù)應(yīng)用原理

變頻技術(shù)的功率因數(shù)較高，實(shí)用性強(qiáng)，在煤礦機(jī)電工程中得以廣泛應(yīng)用。在目前煤礦機(jī)電工程當(dāng)中，采用變頻技術(shù)，提高了煤礦資源的開(kāi)采效率，避免資源的浪費(fèi)。交流變頻技術(shù)包含電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電機(jī)機(jī)電等，在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工作應(yīng)用過(guò)程中，能夠?qū)⒐β孰娫催M(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程設(shè)備實(shí)現(xiàn)控制。變頻技術(shù)主要通過(guò)系統(tǒng)中的工頻電流轉(zhuǎn)換為直流電壓，直流電壓在進(jìn)行轉(zhuǎn)變后，形成了交流電壓，使得交流電機(jī)穩(wěn)定的運(yùn)行。隨著人們環(huán)保意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中應(yīng)用變頻技術(shù)成為了趨勢(shì)，有效的降低了系統(tǒng)運(yùn)行的負(fù)荷，保證了煤礦機(jī)電工程的安全性，避免發(fā)生安全事故，使得煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)一步提高。因?yàn)槊旱V機(jī)電工程所處的環(huán)境比較復(fù)雜，通過(guò)采用變頻技術(shù)，保證了機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備電壓的穩(wěn)定性，促進(jìn)了機(jī)電設(shè)備運(yùn)行效率的提升，更好的進(jìn)行使用。變頻技術(shù)有著良好啟動(dòng)性能的特點(diǎn)，在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中進(jìn)行應(yīng)用，使得機(jī)電設(shè)備能夠穩(wěn)定運(yùn)行，保障了工作人員的生命安全，促使煤礦企業(yè)各項(xiàng)機(jī)電設(shè)備的安全運(yùn)行，避免造成資源的浪費(fèi)。

2.煤礦生產(chǎn)中加強(qiáng)對(duì)變頻技術(shù)應(yīng)用的重要性

現(xiàn)代煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中使用變頻技術(shù)提高了機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定性，能夠進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)節(jié)，保證了機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率。煤礦機(jī)電設(shè)備在設(shè)計(jì)動(dòng)力的過(guò)程中，為了避免長(zhǎng)期受到超負(fù)荷狀態(tài)，使得機(jī)械穩(wěn)定運(yùn)行，要將變頻技術(shù)和電子技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，全面提高機(jī)械設(shè)備的能力。目前我國(guó)煤礦資源比較緊張，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壓力大，而煤礦企業(yè)運(yùn)行要耗費(fèi)電能，機(jī)電設(shè)備是電能的主要運(yùn)營(yíng)部門(mén)，提高煤礦機(jī)電設(shè)備效能，有助于維持生態(tài)環(huán)境平衡、煤礦機(jī)電設(shè)備要重視對(duì)變頻技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)而提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，重視環(huán)境保護(hù)。變頻技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中要節(jié)約電量，為煤礦開(kāi)采技術(shù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)，由于煤礦開(kāi)采工作容易受到多種因素的影響，因此要全面進(jìn)行考慮，保證變頻技術(shù)作用的充分發(fā)揮。

3.變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電工程中的應(yīng)用原則

一般來(lái)說(shuō)，煤礦機(jī)電工程在規(guī)劃動(dòng)力過(guò)程中為了降低設(shè)備出現(xiàn)故障的概率，通常對(duì)機(jī)電工程中動(dòng)力不進(jìn)行特定設(shè)計(jì)，針對(duì)機(jī)械設(shè)備來(lái)說(shuō)，在滿負(fù)載狀態(tài)中也能夠運(yùn)行一段時(shí)間，煤礦機(jī)電工程生產(chǎn)和制造過(guò)程中為了進(jìn)一步滿足動(dòng)力需求，進(jìn)一步降低了電能的損耗，通常要引進(jìn)先進(jìn)的變頻技術(shù)，針對(duì)煤礦機(jī)電工程來(lái)說(shuō)，變頻技術(shù)主要由三個(gè)部分組成，首先是電機(jī)在傳動(dòng)技術(shù)和電子電力技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，針對(duì)變頻技術(shù)來(lái)說(shuō)，主要是將弱電控制和機(jī)械工程進(jìn)行充分融合，在煤礦機(jī)電工程中采用變頻技術(shù)的主要原理是利用半導(dǎo)體元件來(lái)執(zhí)行任務(wù)，有助于工頻信號(hào)的發(fā)射，在工頻信息進(jìn)行再一次轉(zhuǎn)化，形成了其他頻率的信號(hào)，其他頻率的信號(hào)轉(zhuǎn)化生成后形成了工頻交流點(diǎn)，最后轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，在通過(guò)逆變器功能來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的控制，使得煤礦機(jī)電工程設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，在現(xiàn)代煤礦機(jī)電中應(yīng)用變頻技術(shù)，促進(jìn)了電機(jī)的轉(zhuǎn)速和電子頻率的提高，同時(shí)在調(diào)整轉(zhuǎn)速的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了煤礦企業(yè)機(jī)電工程設(shè)備的正常運(yùn)行，變頻技術(shù)在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程發(fā)展過(guò)程中起著重要的作用，不僅促進(jìn)了電機(jī)穩(wěn)定安全的運(yùn)行，同時(shí)提高了機(jī)械工作效率，實(shí)現(xiàn)了能源的節(jié)約。

4.現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中變頻技術(shù)的運(yùn)用

(1)煤礦風(fēng)機(jī)中對(duì)變頻技術(shù)的運(yùn)用

結(jié)合煤炭企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)流程，機(jī)電工程的通風(fēng)設(shè)備受到煤礦開(kāi)采期間多種因素的影響，使得煤礦通風(fēng)設(shè)備具有重要的作用，在煤礦實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中，相關(guān)人員要保證現(xiàn)場(chǎng)空氣的流通，營(yíng)造良好的開(kāi)采環(huán)境。然而在煤礦開(kāi)采逐漸深入的情況下，煤礦開(kāi)采對(duì)風(fēng)壓的需求越來(lái)越高，因此要對(duì)通風(fēng)設(shè)備的功率進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。在啟動(dòng)通風(fēng)設(shè)備期間，所需的啟動(dòng)電流較大，相關(guān)工作人員采用變頻技術(shù)來(lái)有效控制通風(fēng)設(shè)備的轉(zhuǎn)速，減少低耗能通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，煤礦行業(yè)中礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)方案逐漸多樣化，同時(shí)存在著一定的差異性，導(dǎo)致實(shí)際操作難度較高。同時(shí)，在更換風(fēng)機(jī)時(shí)，傳統(tǒng)的煤礦風(fēng)機(jī)一般進(jìn)行短時(shí)間的擱置，導(dǎo)致資源浪費(fèi)，風(fēng)機(jī)擱置影響著風(fēng)機(jī)的整體利用率，在使用變頻技術(shù)的過(guò)程中，能夠進(jìn)一步完善和優(yōu)化傳統(tǒng)煤礦風(fēng)機(jī)的擱置現(xiàn)場(chǎng)，變頻技術(shù)和煤礦風(fēng)機(jī)的良好結(jié)合，避免出現(xiàn)更替操作的現(xiàn)象，同時(shí)對(duì)煤礦開(kāi)采期間通風(fēng)問(wèn)題進(jìn)一步改善。例如，在煤礦開(kāi)采過(guò)程中使用風(fēng)機(jī)時(shí)，需要不斷地更換風(fēng)機(jī)，造成資源的大量浪費(fèi)，同時(shí)影響著煤礦開(kāi)采期間通風(fēng)效率，然而在使用變頻技術(shù)時(shí)，在煤炭開(kāi)采期間只使用一臺(tái)風(fēng)機(jī)，滿足煤礦開(kāi)采對(duì)通風(fēng)的需求，提高了煤礦開(kāi)采效率和設(shè)備的使用效率。變頻技術(shù)在煤礦風(fēng)機(jī)中的有效應(yīng)用，提高了風(fēng)機(jī)的整體運(yùn)行效率，保障了煤礦生產(chǎn)作業(yè)的順利進(jìn)行，在具體應(yīng)用變頻技術(shù)的過(guò)程中，要滿足生產(chǎn)需求，結(jié)合自身的特征，要合理的融合變頻技術(shù)，從而提高運(yùn)作效率，為煤礦通風(fēng)問(wèn)題的有效解決提供了重要保障，實(shí)現(xiàn)了煤礦資源的充分利用，提高了煤礦開(kāi)采的通風(fēng)效果，變頻技術(shù)的使用，使得煤礦風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)人員能夠更好的控制風(fēng)機(jī)，掌握運(yùn)行的各個(gè)參數(shù)，避免風(fēng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)安全問(wèn)題，及時(shí)的排除安全隱患，減少煤礦開(kāi)采事故的發(fā)生。

(2)空氣壓縮機(jī)中變頻技術(shù)的運(yùn)用

煤礦風(fēng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中要使用空氣壓縮機(jī)等設(shè)備，且工作時(shí)間較長(zhǎng)。目前，在使用空氣壓縮機(jī)過(guò)程中要規(guī)劃上限和下限，如果交流電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中超出了空氣壓縮機(jī)的上限，就會(huì)造成空氣壓縮機(jī)自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)氣閥門(mén)，停止形成壓縮氣體，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)處于空載形態(tài)，嚴(yán)重浪費(fèi)了資源，相反的是，當(dāng)小于下限時(shí)，空氣壓縮機(jī)將自動(dòng)打開(kāi)進(jìn)氣閥門(mén)，同時(shí)對(duì)空氣進(jìn)行壓縮，造成電動(dòng)機(jī)處于重載狀態(tài)。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，不能有效的預(yù)測(cè)控制需求，使得空氣需求量和生產(chǎn)量不夠統(tǒng)一，容易出現(xiàn)供應(yīng)缺失和資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。在空氣壓縮機(jī)更換頻率較高的條件下，能夠有效的控制空氣生產(chǎn)量，防止因頻繁更換空氣壓縮機(jī)對(duì)機(jī)器造成磨損。在使用變頻技術(shù)的過(guò)程中，空氣壓縮機(jī)設(shè)備操作較為便利，有著良好的精確性，維修起來(lái)比較容易，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中不用人為的改動(dòng)壓縮機(jī)，結(jié)合煤礦的實(shí)際開(kāi)采需求來(lái)使用頻率預(yù)先設(shè)計(jì)，變頻技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步完善和優(yōu)化了空氣壓縮機(jī)卸載和加載供氣空氣模式，通過(guò)調(diào)整電氣用量和控制轉(zhuǎn)速，提高了空氣壓縮機(jī)的實(shí)際運(yùn)行效率。

(3)提升機(jī)對(duì)變頻技術(shù)的運(yùn)用

在煤礦機(jī)電工程中頻繁地使用提升機(jī)，煤礦開(kāi)采期間發(fā)揮著運(yùn)輸貨物和工作人員的作用。然而，在煤礦實(shí)際開(kāi)采的過(guò)程中，由于受到煤礦開(kāi)采深度和難點(diǎn)等因素的影響，提升機(jī)的要求越來(lái)越高，通常要采用啟動(dòng)和關(guān)閉等方式來(lái)調(diào)節(jié)，有效的控制了成本同時(shí)也提高了開(kāi)采質(zhì)量。因此，提升機(jī)在煤礦開(kāi)采過(guò)程中有著重要的意義。提升機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中要采用控制電路中安裝電阻元件，科學(xué)的控制提升機(jī)的轉(zhuǎn)速。但是傳統(tǒng)的電機(jī)沒(méi)有達(dá)到節(jié)省資源的效果，產(chǎn)生了大量的熱能，造成了資源的浪費(fèi)，精度不高，調(diào)節(jié)難度大。此外，傳統(tǒng)提升機(jī)在升降規(guī)劃過(guò)程中自動(dòng)化能力不高，采用輔助設(shè)備進(jìn)行控制，進(jìn)而造成了資源的浪費(fèi)。如果在提升機(jī)中采用調(diào)頻技術(shù)，有效的提高了提升機(jī)的穩(wěn)定性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了資源的合理利用，避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)現(xiàn)象，保證了提升機(jī)的安全性。傳統(tǒng)提升機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中要借助于繼電器，而繼電器對(duì)電路的破壞性較強(qiáng)，在使用變頻技術(shù)的過(guò)程，要減少繼電器的使用，避免因電路故障造成設(shè)備損壞，增加維修成本，在運(yùn)用變頻技術(shù)過(guò)程中，大大保障了提升機(jī)的速度和精度，緩解了提升機(jī)在實(shí)際運(yùn)作過(guò)程中設(shè)備的磨損。

(4)皮帶設(shè)備中變頻技術(shù)的運(yùn)用

在實(shí)際煤炭開(kāi)采過(guò)程中，皮帶設(shè)備運(yùn)行頻率更高。在煤炭開(kāi)采期間，皮帶發(fā)揮著運(yùn)輸煤礦資源的作用，能夠?qū)⒚旱V資源經(jīng)過(guò)皮帶的運(yùn)輸?shù)竭_(dá)規(guī)定的位置，皮帶設(shè)備的運(yùn)行原理為相互之間的摩擦力，保證皮帶的正常工作。皮帶設(shè)備在啟動(dòng)過(guò)程中消耗大量的電能，而電路中電壓產(chǎn)生了大量的壓力，造成皮帶設(shè)備的嚴(yán)重磨損，當(dāng)溫度超出一定范圍時(shí)，就會(huì)造成設(shè)備的磨損。同時(shí)，運(yùn)輸貨物時(shí)造成的磨損也直接影響著設(shè)備的安全運(yùn)行。在皮帶設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中采用變頻技術(shù)，有效的降低了設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的熱能，避免資源浪費(fèi)，保證了煤礦開(kāi)采的安全性，進(jìn)一步完善了設(shè)備的穩(wěn)定性，同時(shí)有助于提高皮帶的運(yùn)行效率。一般情況下，我國(guó)煤礦機(jī)電工程主要利用液力聯(lián)軸器來(lái)啟動(dòng)皮帶設(shè)備，在軟啟動(dòng)過(guò)程中電流量較大，進(jìn)而對(duì)電路造成嚴(yán)重的損害，同時(shí)液力聯(lián)軸器在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，造成設(shè)備的磨損，同時(shí)，皮帶設(shè)備運(yùn)行安全性降低。變頻技術(shù)在皮帶設(shè)備中的有效應(yīng)用，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了液力聯(lián)軸器對(duì)皮帶設(shè)備的軟啟動(dòng)，同時(shí)能夠保證皮帶設(shè)備穩(wěn)定啟動(dòng)和運(yùn)行，提高了皮帶設(shè)備的利用率。

5.總結(jié)

簡(jiǎn)而言之，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，使得變頻技術(shù)在現(xiàn)代煤礦機(jī)電工程中廣泛應(yīng)用，有效的提高了煤礦開(kāi)采的質(zhì)量，同時(shí)，變頻技術(shù)在皮帶設(shè)備中的應(yīng)用、變頻技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用、變頻技術(shù)在空氣壓縮機(jī)中的應(yīng)用，保障了煤礦的開(kāi)采質(zhì)量，進(jìn)一步完善了煤礦行業(yè)，有效的降低了設(shè)備運(yùn)行中電能的損耗。變頻技術(shù)在各個(gè)機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用，提高了機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的安全性，避免煤礦井下作業(yè)工作出現(xiàn)安全隱患，有效的提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)了煤礦企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。煤礦開(kāi)采人員在實(shí)際工作當(dāng)中還會(huì)面臨很多問(wèn)題，要不斷地學(xué)習(xí)先進(jìn)地變頻技術(shù)，推動(dòng)煤礦企業(yè)的發(fā)展。