摘要：新时期，煤矿事业发展过程中，煤矿生产由于难度大、环境特殊、高危性，需要对开采技术不断进行创新，随着科学技术的延伸与发展，各种机电设备已经投入到煤矿生产中使用，而机电设备在使用过程中常出现的各种故障问题，使得煤矿生产再一次进入被限制的状态下，机电设备故障原因主要是因为在运行期间功率过高、电压不稳，再加上环境因素的影响，使得设备损耗严重，作业水平降低，而变频技术的应用正是可以缓解这些问题的关键。
关键词：煤矿工程；机电设备；变频技术
随着我国煤矿生产从粗犷型开采向精细化生产转变，煤炭生产机械化操作越来越普遍，而为了构建节约型煤矿生产，将变频技术引入到煤矿机电设备中，通过对机械设备的合理规划与控制，提高煤矿生产水平，降低能耗，构建环保型生产体系是现代化煤矿企业重要的发展方向。
1 变频技术的工作原理
在机电控制系统中，采用变频器实现变频控制。变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率的方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元和微处理单元等组成。变频器将工频电流的信号转化成其他的频率，这种转化主要是通过半导体元件来完成的，之后再将交流电转化成为直流电，在逆变器对电流和电压进行调控的同时使机电设备达到无级调速的程度。总而言之，变频技术就是通过电流改变频率来对电机的转速进行控制，从而更有效地控制电机设备，这些都是在电流频率与电机转速同比增长的基础上完成的。其特点就是能够使电机平稳地运行，可以进行自动加速和减速控制，从而在提高工作效率的同时减小对能源的消耗。
2 变频技术对于煤矿机电设备的重要作用
煤矿生产是国家重要的能源供给来源之一，改革开放以来，我国工业化发展进程越来越快，煤炭产量逐年提高，煤炭资源的储备量大幅度减少。而由于原有的开采技术落后，造成了大量的能源浪费，并且给环境带来了巨大的污染。随着能源结构的改革和先进机电设备的出现，现代化、科技化能源生产，成为了煤炭企业调结构、促发展的重要支撑。由此，大批的机电设备应用于煤矿生产中，煤炭企业得到了技术上的大幅度升级改造。目前，煤炭企业机械化生产已经成为一种常态，而大量的机电设备给企业带来的能源消耗也非常的巨大，用电量、用水量费用都是企业主要的财务支出，同时在节能减排的政策引导下，企业生产效率与降低能耗和减少污染相平衡，这就必须要采取科学的技术手段满足各方面的需求。将变频技术引入煤矿机电设备生产中，一方面能够人性化生产，另一方面可节能减排，减少煤炭企业成本开销，对于煤炭企业可持续发展具有非常重要的意义。
3 变频技术在煤矿机电设备中的应用
3.1变频技术在采煤机中的应用
在煤矿生产中，主要以机械化生产方式为主，这就需要对采煤机的大量应用，可见采煤机已经成为现代煤矿生产中重要的生产设备，因此，采煤机的性能、作业水平以及系统的稳定对煤矿生产效率有一定的影响，一旦采煤机出现故障就会影响煤矿正常生产，造成经济损失。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而造成采煤机发生故障的原因有很多，其中作为明显的，并且比例较高的就是采煤机内部结构的性能发生变化，功能发挥受到影响，甚至出现体制运行的现象，并且内部结构性能故障问题其维修难度也非常大，不仅耽误采煤机正常作业效率，还会增加维修费用的投入。自从变频技术的诞生与应用，在采煤机中，加强对变频技术的应用，开始实施变频调速系统，使得采煤机性能得到改善，实现采煤机系统结构可自动化控制，提高采煤机运行效率，减少损坏程度。延长采煤机使用寿命，变频技术在采煤机中得到广泛应用。
3.2变频技术在提升机电设备中的应用
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
除提升机之外，煤炭企业在进行煤矿开采时，还需要运用大功率的皮带机来完成矿物的运输，而该皮带机在工作时是由电机来带动皮带转动的，因此需要使用大电流来启动电机，从而带动皮带转动。传统的液力耦合器能够实现皮带机的软启动，但也会使电路电压发生较大的变化，降低皮带的使用寿命。同时由于液力耦合器在工作时会产生大量的热能，从而加速皮带的老化。因此，为了降低皮带的损耗，延长皮带的使用寿命，相关技术人员将变频技术运用到皮带机中，实现皮带机的软启动，从而确保了皮带机的平稳运行，降低了电能的消耗，同时降低了设备的维修费用，增加了煤炭企业的经济效益。
3.4变频技术在通风机电设备中的应用
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。
综上所述，变频技术具有良好的节能效果和调节性能，能为煤矿机电设备的发展做出巨大的贡献，所以将变频技术应用到煤矿设备中不仅是科技发展的必然结果，同时也拥有极为重要的现实意义。目前，在风机、提升机、空压机等设备中对变频技术进行了利用。通过这些主要生产系统机电设备对变频技术的广泛应用和大力推广，既改善了设备运行性能，提高了矿井装备水平，也在保障矿井安全生产和节能方面取得了显著的效果。
参考文献
[1]于淑珍.探讨我国煤矿机电设备中变频节能技术的应用[J].黑龙江科技信息,2013,04:76.
[2]田树河.试论变频技术在煤矿机电设备中的应用[J].中国新技术新产品,2017,12:52-53.
论文作者:王晓珑
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/8
标签：煤矿论文; 机电设备论文; 技术论文; 皮带论文; 电机论文; 设备论文; 通风机论文; 《基层建设》2017年第23期论文;