平顶山天安煤业九矿有限公司 平顶山 467000
摘要：近年来，我国的煤矿企业机械化生产改造发展的越来越完善，相关机械设备的用量越来越多，所以说要对煤矿机械化操作效能提出更高的要求。在煤矿生产所使用的机电设备，越来越多地采用了变频技术，因为变频技术不仅能耗低，而且操作更加灵活。因此，本文对变频技术在煤矿机电设备中的应用进行探讨，分析变频技术的基本原理，阐述其在煤矿机电设备中的重要作用，对变频技术在采煤机、提升机、皮带机、通风机等设备中的应用。
关键词：变频技术；煤矿机电设备；技术应用
引言
变频器这一设备主要应用在对电源频率的调节方面，在当今时代科技水平的快速发展情况下，变频器在各个领域中均发挥着无可替代的作用价值。为了促使中国能建设成为一个节约型国家，推动整体社会经济的快速发展，对煤矿企业而言便需积极开展设备改造工作，大力发展变频节能技术，持续促进变频技术能更好地应用于机电设备中，促进煤矿设备技术水平的全面提升，并于生产节能方面取得更好的成效。据此，将通过对变频技术等相关内容的介绍，来就变频技术在机电设备中的具体应用展开深入探究。
1.变频技术概述
简而言之，变频技术即为对电流频率进行调整、改变的一种技术手段，变频器则是促成变频技术能得以实现的主要控制装置。变频器的结构组成十分繁杂，其中就涵括了电源板、电机电容、键盘、控制主板等器件，将之予以组合，变频器便具备了改变电流频率的作用。在以往所较常采用的电气设备中，电流频率是不能被改变的，而在设备运转时，其转动速率也无法被调整，由此不但会导致设备寿命降低，同时也将使得绝大部分电源能量受到无故损耗。而通过对变频技术的应用便可有效应对这一问题，其可实现对设备运行速度的调节，并依据具体的生产需求来进行设备调控，促使电气设备将拥有更高的技术含量。
2.变频技术的原理及作用
2.1 技术原理
基于电压恒定的状况下，变频器采用电力半导体期间的通断效果，促使无法变化频率的交流电转变为可改变的交流电，同时基于这一转换还可实现变频调速。变频技术的出现为人们的日常生活也带来了巨大的便捷性，且也使得工业生产更加便捷，其最初是为了满足于对电流频率调节的需求。
2.2作用价值
变频技术在煤矿生产中有着极其广泛的应用途径，作用价值十分巨大。主要体现在以下几方面：a)速度调节。以提升机为例，利用转子串电阻方式，此种方式的调度范围相对偏小，且准确率也相对偏低，无法保障其安全性，在具体的应用方面较易导致设备出现损坏，使得设备寿命缩短，同时扩大了维修费用支出。若是应用变频技术来予以速度调节，便会更易操作，提升机运行自然也就更加安全，设备损坏概率自然也就更低；b) 节约能源。以风机、压缩机为例，其大都采用调节气门开度的方式来实现对流量的调节，由此便会造成巨大的电能损耗，使得经济收益下降。而若是作为变频技术来进行调节，便会有效地规避此种浪费情况，可实现对能源的有效节约。另外在产品标准化、缩小设备体积等方面变频技术也有着一定的应用价值。
3.变频技术在煤矿机电设备中的具体应用
随着机电设备的升级换代，变频技术在煤矿机电设备中的应用范围越来越广，并且融入了计算机控制技术、自动化技术、智能控制技术等，使变频技术在煤矿机电设备中的运用越来越灵活。其中在煤矿生产主要的机电设备中的应用尤为突出，如：在采煤机、提升机、皮带机、通风机中的应用等。
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3.1变频技术在采煤机中的应用
采煤机是煤矿开采中不可或缺的机电设备，在开采过程中采煤机开采过程较为复杂，并且启动与停止频率较为频繁，强行受阻会影响采煤机的使用寿命。因此将变频技术引入到采煤机工作中，使采煤机能够以一种匀速的方式进行工作，控制采煤机下滑和溜车的现象，实现采煤机调节精准控制。
3.2变频技术在提升机中的应用
提升机在煤矿开采中的作用是将设备、物料、人员从地面输送到地下，或者把设备、人员等提升到地面，起到地上与地下的运输作用。在煤矿开采过程中，提升机每天都需要上下频繁使用，不同物资的运输对于速度的要求不同，例如设备的运输的速度要比人员运输的速度慢，如果都以运输设备的速度运输人员会降低煤矿生产的效率。并且频繁地上下操作提升机所消耗的电能非常大。所以引入变频技术，控制提升机上下运输的速度，可以满足不同运输的需求，同时还可以降低电能的消耗。此外，传统提升机在控制上下速度时会选择通过增减电机的电阻来完成速度的变化，这种方式一方面调节速度的范围较小，另一方面调速的稳定性难以保障，极易造成电阻的损坏。而引入变频技术，通过电路程式来调节提升机的速度，提高了变速的范围，并能够提升变速的稳定性，这样还可以延长提升机电机的使用寿命。
3.3变频技术在皮带机中的应用
皮带机是运输矿车的主要工具，由于矿料的重量大，所以皮带机运转需要大功率的电机，这样在皮带机启动和停止过程中，都会给皮带机造成强大的阻力，容易导致皮带机的损坏，而且会加剧皮带机皮带的老化和断裂。皮带机如果采用匀速运输，矿料进入皮带机传送和从皮带机卸下时，太快不利于人工的操作，太慢又影响生产效率。引入变频技术则可以通过数控使皮带机根据需求进行调速，启动和停止过程都予以缓冲，降低皮带机机械的磨损，同时根据矿料上皮带机和下皮带机的及时操作自动变频，使皮带机运输更加科学和人性化。
3.4 变频技术在通风机中的应用
通风机是煤矿井下作业必备的气流交换设备，他可以保证井下工作人员的有氧呼吸。由于煤矿开采在随着深度的不断加大，换气压力也越来越大，通风机的功率要求就不断的增加，所以需要通风机具有随井深加深而不断提高通风的能力，如果采用同一风速，可能造成在一定深度一下供氧不足，或者在较浅深度通风过大，造成能源的浪费。这就需要变频技术对通风机进行控制，以保证在不同深度环境下作业的人员能够拥有充足的氧气。此外，通过变频技术对通风机风量的调节，可以在一定程度上减少能源的消耗，为煤矿企业节约生产成本。
4.变频技术发展方向与应用前景
4.1主要发展方向
随着变频技术的不断发展与成熟，人们逐渐意识了到它的价值与优势，并开始积极主动地采用，在下一步发展过程中，其主要发展方向为：交流变频技术向直流变频技术转化，由脉宽调制向脉幅调制控制技术改变，高集成智能功率模块功率器件的发展。
4.2 应用前景
作为产煤大国，在煤炭业现代化过程中，煤矿机电设备的现代化尤其重要。在其开发改进过程中，必须注意其节能、高效的推广与应用，而变频技术正是关注的要点。通过在传统机电设备中应用变频技术，能够对设备的高发热、高耗能、调速不准、设备损耗高等问题起到良好的解决效果，减少各关键设备的安全隐患。
5.结束语
伴随着中国社会经济的快速发展，煤炭行业的规模价值日渐凸显，提升煤矿机电设备的水平能力将愈发关键。变频技术不但有着较好的调节能力，同时又具备有较好的节能效果，通过在煤矿机电设备中应用变频技术手段是时代科技发展的必然趋势。使之应用于风机、提升机、空压机、采煤机等多项设备当中，可有效降低设备损坏率，提升设备利用率，且也将大大降低电能损耗。希望通过对变频技术应用水平的不断提升，使之能更好地服务于煤矿生产作业工作，促进煤矿生产更加安全、高效。
参考文献
[1]纪小龙.变频技术在多种煤矿机电设备中的应用与展望［J］.科技与企业，2013(17)：286.
[2]张志强.变频技术在煤矿机电设备更新改造中的应用探析［J］.内蒙古煤炭经济，2012(11)：99.
论文作者:许东红
论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/28
标签：技术论文; 煤矿论文; 机电设备论文; 设备论文; 皮带机论文; 提升机论文; 通风机论文; 《防护工程》2017年第17期论文;