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煤矿机电设备运用变频控制技术研究李楼

发表时间：2020/9/3 来源：《基层建设》2020年第11期作者：李楼

[导读] 摘要：煤矿行业中，先进技术的应用取得了一定的成果。在现阶段来看，计算机电机技术在机电设备得到了广泛应用，自动化控制技术、电子信息技术也广泛应用在了煤矿机电设备中，整体来看，大功率输送技术逐渐成熟，在根本上使煤矿行业进一步实现了自动化生产。

        身份证号：13012719850622xxxx
        摘要：煤矿行业中，先进技术的应用取得了一定的成果。在现阶段来看，计算机电机技术在机电设备得到了广泛应用，自动化控制技术、电子信息技术也广泛应用在了煤矿机电设备中，整体来看，大功率输送技术逐渐成熟，在根本上使煤矿行业进一步实现了自动化生产。在煤矿机电设备中，通过变频控制技术的不断融入，煤矿开采工作变得更加清洁，在节能方面取得了较为满意的效果。
        关键词：煤矿机电设备；变频控制技术；运用
        1 变频控制技术的工作原理
        煤矿进行开采的过程中，在机电设备中，变频控制技术的应用主要涉及电力电子技术、微机技术、电机传动技术。对于变频控制技术而言，在实际应用的过程中，主要是将机电技术以及相应的强电弱电技术进行有效结合，进而形成具有综合性的电子技术。在变频控制技术中，充分应用电子半导体方面的一些部件，通过工频电源的转化，进而转化成为其他的工作频率，经过这样的工作电源，可以成为一种机电装置，以此来控制电能。对于变频控制技术而言，其工作原理主要是将工频交流电压进行有效梳理，进而充分转化成为相应的直流电压，在此基础上，利用逆变器装置，对原有的频率以及电压进行调整。经过这种方式，电压可被合理调节，进而可以为电动机的电源驱动提供电源，可以为电动机提供相应的无极调速电压、电流。通过变频调速控制技术的逐渐应用，充分实现无附加损耗调速，这也是现阶段煤矿机电设备重要的调速方法之一。在变频调速控制技术进行实际应用的过程中，需从电动机的具体负载情况出发，以此来自动、平滑的操作，实现增速、减速的目标，在此基础上，并在一定层面上，使电动机的运行效率得到显著提升，从而使机电设备的实际运行效率得到改善[7,8,9,10]。
        2 变频控制技术的相关应用
        2.1 变频控制技术应用于矿井提升机
        传统技术的不足:在煤矿中，经过矿井提升机的应用，可以将人员以及物料等安全的输送到目的地，在煤矿生产中该种设备具有重要的地位。传统技术主要应用电阻带动电机控制，然后与鼓型控制器进行联合拥有，以此来调整传输速度，但是，这种方式具有明显的缺点，即小号电阻比较多，很容易出现散热不良等诸多情况，而且，在调速范围方面其精确度很难得到全面保障。变频控制技术的优势:在矿井提升机中，当变频控制技术应用在驱动系统中之后，能够有效解决诸多的不足之处，除了能够增强设备的保护作用，还能提升设备的系统性，在平滑、无极变速等方面也得到了显著改善。在应用方面，主要体现在以下方面。(1)与编程器的结合。在电控系统中，经过指令变换，可以充分控制继电器，在此基础上，可以将梯形图以及电路图进行灵活转换;(2)在继电器控制方面。不需较多的外部线路，不仅继电器的应用数量显著减少，在故障方面也得到了有效改善，还进一步解决了空间不足的问题;(3)对系统故障进行解决的时候，经过编程器以及触摸显示屏的运用，能够为故障排查提供诸多的便利，在处理流程方面得到简化，且可随时了解电器以及机械故障情况。
        2.2 变频控制技术应用于皮带机
        传统技术的不足:与提升机相比，皮带机会消耗更多功率。由于摩擦力以及特殊张力的相互作用，在皮带的滚轴上会实现相应的运动。在传统技术中，需要减压空载启动方式，以及转子串接电阻等相应的方式，不过，因为启动电流比较大，在电机内部的温度就会过高，进而出现机械冲激，又或者是电压剧烈波动等现象。另外，因为启动时间比较短，会进一步加快皮带老化现象，甚至会出现断裂现象，所以，皮带性能需要达到一定的标准。当液力耦合器进行运转的过程中，会进一步磨损零部件，从而使内部油温过高，这样就会增加维护难度，还会造成一定的环境污染，很难将功率平均。

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        变频控制技术的优势:在皮带机中，经过变频控制技术的运用，可以起到软起以及软停的作用，在根本上优化了皮带机的整体性能。具体的优势主要体现在以下方面。(1)根据实际的负载情况出发，合理调整输出频率以及力矩、频率，在传统的恒速工频运行方面取得一定的突破，并且还能起到节约电能的作用;(2)在运行中，工作效率可以超过90%，得到了显著提升;(3)在变频器中，经过应用能量回馈功能，可以节省很多的电能，而且还发挥了环保作用，在设备维护方面也节省了很多费用。
        2.3 变频控制技术应用于采煤机
        在大部分情况下，采煤机所消耗的功率往往较大。如果采煤机无法保持额定功率进行运行，在采煤机中，其内部线路的电流也就无法处于稳定状态，这就会使局部电流出现断路现象，进而使采煤机停止工作。在采煤机的运行环境中，往往地势比较低，工作环境也相对恶劣，在复杂多变的地势中，采煤机面临着很大的挑战。在以往的情况下，无法保证电流、功率的稳定性，当采煤机工作在崎岖不平的工作面时，经常会停机，甚者会滑坡，这就使工人面临着较大的危险，需要全面消除安全隐患。要想有效解决不安全因素，在煤矿行业中，对电子自动化技术进行了积极运用，特别是运用了变频自动控制技术之后，在根本上妥善解决了设备能耗问题，进一步取得了节能效果。可见，在煤矿机电系统中，通过对变频控制技术的应用，提升了系统的整体稳定性，采煤机的停机现象得到了显著减少，为采矿运输提供了安全保障。
        2.4 变频控制技术应用于通风机
        在煤矿通风方面，由于煤矿生产的不断增加，能耗方面的问题更加明显，电能浪费现象比较严重。在煤矿开采中，各个环节都是联系在一起的，不管哪个环节发生了问题，都会影响到下个环节的生产，甚至还会出现一定的安全隐患。对于通风机而言，在煤矿开采中占据着关键地位，直接关系着诸多环节的通风效果，进而会影响整个系统的散热情况。只有机器的散热效果好，才可以确保系统的高效运行，确保整个煤矿开采的顺利进展。在通风机中，经过变频控制技术的应用，可以为设备的平稳运行打下良好基础，并且节省更多的电能，在整体上提升了系统的稳定性。
        2.5 变频控制技术应用于井下水泵
        在整个矿井中，井下水泵主要是起到排水的作用。在建井以及生产的过程中，由于富水区域的不同，以及季节的不同，在涌水量方面也会存在一定的差异性，可见，应该根据具体的出水情况，定期调整井下水泵的排水作业，正确认识水泵类型和涌水量之间的关系。在水泵中，经过变频调节控制技术的运用，可以对设备进行改造与升级，依据矿井的排水量，合理调整电机的运转功率，以及运转速度，进而满足矿井的实际排水需求，不仅能耗得到了有效降低，设备的工作期限也得到了有效延长。
        3 结语
        综上，在煤矿行业中，由于机电设备的升级，以及变频控制技术的不断应用，在一定程度上促进了煤矿行业的健康发展。经过变频控制技术的运用，提升了机电设备的稳定性、安全性，在速度方面具有较强的可调性能，实际操作也比较简单，在工作效率方面也有所提升，且不会占据很大的空间，在拆卸时也比较便捷。煤矿机电设备应用变频控制技术后，生产过程得到了全面优化，在节能方面发挥了很大优势，提升了能源的利用率以及生产效率。
        参考文献
        [1] 王勋. 煤矿机电变频控制技术与节能方法研究[J]. 中国设备工程, 2018, 000(003):62-63.
        [2] 王洪军. 煤矿变频器故障诊断技术的应用研究[J]. 大科技, 2019, 000(007):163-164.
        [3] 张春辉. 变频器在煤矿生产中的应用[J]. 中小企业管理与科技(中旬刊), 2019.