摘要：随着我国工业技术水平的不断提高，现代煤矿机电工程的建设水平也随之提高。变频技术作为煤矿机电工程中的一项重要技术，不仅能够有效为煤矿机电工程节约能源，还能够提高机电设备的运行管理效率。因此，变频技术被广泛应用于煤矿机电工程中，本文通过分析变频技术的原理，探讨变频技术如何应用于现代煤矿机电工程。
关键词：变频技术；现代煤矿；应用实践
近年来，我国的煤矿资源被不断开采，煤矿行业的利润越来越少，煤矿行业之间的竞争也因此越来越激烈。由于煤矿企业用电量大，因此提高煤矿生产机械的节能效率，能够使煤矿企业在一定程度上节约生产成本，从而提高煤矿企业的生产效率。将变频技术应用于煤矿机电工程中，能够有效为煤矿企业节能减排，提高煤矿企业的市场竞争力。
1 煤矿机电工程中变频技术的原理介绍
在实际的煤矿机电工程中，煤矿生产机械在正常运行的时候不需要在满负荷的情况下进行长时间工作。因此，在满足机械正常动力的条件下，煤矿机电工程应该尽量减少机械的耗电量，将变频技术应用与煤矿机电工程中能够实现节能减排的要求。变频技术是一项包含多种机械技术的综合技术，包括数控技术、电机传动技术和电力电子技术。一般而言，变频技术是在机械中设置半导体构件，使工频电流信号转化为其他频率，再将此工频交流点转化为工频直流电，最后使用逆变器控制直流电及其电压，从而达到对机械设备进行无极调控的目的。总而言之，将变频技术应用到在现代煤矿机电工程中就是利用电流频率和电机转数之间的增长联系，通过对直流电进行控制并调节电机转动速度，使电机能够稳定工作，提高煤矿机电设备的工作效率，减少机电设备对能源造成的浪费。
在煤矿的机电工程的动力设计过程中，机械设备在正常使用的过程中可能并不需要在满负荷的情况下进行长时间的工作。在这种情况下，为了在满足生产过程中的动力需求下，应该尽量减少电力资源的浪费。本文认为利用变频技术的特点可以帮助煤矿企业实现以上要求。变频技术中包括了电机传动技术、电力电子技术以及计算机控制技术，所以说变频技术是一项包含了强弱电与机械的综合技术。变频技术的基础原理就是通过半导体元件将工频电流信号转化为其他频率，再将转化的工频交流电进一步转化为直流电，根据逆变器对电压和电流进行控制，最终实现煤矿机电设备的无级调速。综上所述，煤矿机电工程中设备的变频技术就是利用电极的转速与电流频率之间的同比增长关系，通过控制电流的频率来调节电机的转动速度。通过变频技术能够有效的控制电机的转动速度，实现电机的稳定工作，提高工作效率，实现节省能源的目的。
2变频技术在煤矿机电工程中的应用
在现代煤矿机电工程中，许多机电设备都应用了变频技术，使用变频技术既可以控制调节机电设备的工作状态，又可以利用现代数控技术对机电设备进行远程控制并且对其进行智能操作。
2.1 变频技术在提升机中的应用实践
在现代煤矿机电工程中，煤矿提升设备的主要认为就是将煤矿中的矿石与生产工作人员运送到预先设置的地点，可以看到煤矿提升设备在煤矿的生产中作用无法被替代。但是煤矿由于生产的需要，提升设备需要频繁的调整期提升的速度，并且常常需要关闭与启动。传统的对煤矿提升设备进行调速需要将金属电阻装入提升设备的电机控制电路之中，从而可以不断的调整电阻的大小来控制电机的运转。传统的提升设备的调速装置需要消耗大量的能源，并会产生大量不需要的热量。而且传统的提升设备的调速装置的调速范围非常有限，调节精度也不高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆特别是在控制提升设备的下降的时候还需要使用制动装置控制速度，所以对于电力资源的浪费是很大的，也会对煤矿生产过程造成隐患。而将变频技术应用在煤矿提升设备之中，可以从根本上解决传统的变速装置所带来的问题，不仅仅使得设备的运行更加平稳，而且使得生产过程更加安全。变频技术的使用可以减少设备中继电器的使用数量，减少电路的维护费用。而变频技术的控制精度相对于传统的速度调节装置也具有更大的优势，可以通过修改电路变成命令来实现对煤矿提升设备的系统功能的改变。事实上，通过变频技术改变了提升设备的通过机械摩擦控制下降速度的减速方式，降低了设备磨损，延长了机电设备的使用寿命。
2.2 变频技术在皮带设备中的应用
在煤矿企业的生产作业的机电工程中，皮带设备与提升设备相比需要更加的功率。皮带设备的工作原理是通过点击转动牵动皮带的运转，从而将皮带上的矿石输送到设备的地点。皮带设备的工作原理要求其的运作必须通过轮毂与皮带的相互摩擦而实现。皮带设备的运作需要降到的启动电流，目前我国国内大部分的煤炭企业使用液力耦合设备来实现皮带设备的软启动，在软启动的时候启动电流非常大，不仅仅使得电路中电压产生较大的起伏，而且会加速皮带设备中零件的损坏。液力耦合设备在运作过程中会产生大量热量，使得相关设备的内部温度上升，最终导致设备机械磨损增加，最终也会造成设备运行的安全隐患。将变频技术引入到皮带设备中，不但能够取代液力耦合设备实现皮带设备的软启动，而且使得皮带设备在运行和启动、停止过程中更加稳定，并且使得皮带设备的能源利用率大大提高。
2.3 变频技术在通风设备中的应用
在煤矿企业的生产作业的机电工程中，通风设备由于其自身的作用在煤矿企业的所有机电设备中占据了非常重要的位置。为了保证生产现场的空气流通，需要通风设备一致工作。但是随着开采深度的增加，对于风压的要求也越来越高，通风设备的功率也会随之增加。这种情况下，要求通风设备应该具有随着开采深度的变化而不断的变化。并且通风设备在启动的时候，需要较大的启动电流。而是用变频技术之后可以对通风设备转动速度进行有效的控制，从而极大的减少能源的消耗，并增加通风设备的使用寿命。
2.4 变频技术在煤矿空气压缩机中的应用
一般而言，煤矿风动机电设备的运行需要利用空气压缩机和交流电机，所以长时间处于全速工作状态。目前，空气压缩机都采用上、下两点式控制，也就是说交流电动机在工频运行状态下，若空压机气缸压力达到预设值上限，空压机关闭进气阀，则不产生压缩气体，电动机此时为空载；若压力下降至预设值下限，空压机打开进气阀，产生压缩气体，电动机此时为重载。根据煤矿机电工程实际操作情况，煤矿实际用气量与产气量很难达到一致，往往致使空压机频繁加载、卸载，对电网、电动机和空压机造成损害。由于变频技术具有控制精密度高、易操作以及不需要维护等优点，所以应用于普通电动机中可以进行调速，并且在空气压缩机拖动负载过程中不需要进行改动，但针对不同煤矿企业的生产工艺要求，应当对空气压缩机转速进行适当的调整。使用变频器驱动的方式，能够从根本上改变传统空气压缩机加载和卸载供气的控制方式，通过调整电机用气量进对转数进行自动调控，确保空气压缩机能够稳定运行，减少空气压缩器的启停次数。
综上所述，将变频技术应用到煤矿机电工程中具有良好的使用前景，目前在我国的煤矿生产中以及得到了一定的应用实践，但是距离成熟应用仍然具有一定的距离。在煤矿没成的机电工程中存在不同种类的机电设备，对于速度调节与启动停止的要求也不尽相同。为了扩展变频技术在煤矿开采过程中的广泛使用，要求针对不同的机电设备采用不同的变频技术。
作者简介：刘兆明，（1985-），男，黑龙江鹤岗人，工程师，龙煤集团鹤岗分公司南山煤矿运输区技术员.
参考文献：
[1]马修成 . 基于变频技术的煤矿机电设备应用分析 [J]. 中国新技术新产品 ,2009 (10):102-102.
论文作者:刘兆明
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/11/29
标签：煤矿论文; 技术论文; 设备论文; 机电工程论文; 皮带论文; 机电设备论文; 通风设备论文; 《基层建设》2017年第24期论文;