国家能源集团宁夏煤业有限责任公司汝箕沟无烟煤分公司 宁夏石嘴山 753003
摘要：为了提高矿山机电设备的安全系数，必须对矿山机电设备变频控制技术进行深入的研究。为此，提出了矿山机电设备变频控制技术原理及应用研究。利用变频控制技术，无极调速机电设备，实现机电设备的变频控制，通过研究皮带设备中变频控制技术的应用，调节布拉格波长变化，改善皮带设备转矩，确保皮带设备的正常运行，研究提升设备中变频控制技术的应用，将缓冲区域的电源值作为超声驱动装置的输入电压，控制电流频率，提升设备超声驱动的最佳工作状态；研究通风设备中变频控制技术的应用，资源化的区域改进通风设备，提高通风设备的控制效率。通过以上研究，致力于为矿井的可持续发展提供技术支持。
关键词：矿山机电设备；变频控制技术；原理；应用
1变频控制技术简介及其工作原理
一般来说，在进行矿山开发时不需要使煤矿机电设备长时间高负荷工作，要注意节约资源，将变频控制技术应用在矿山开采中可以满足以上需求，从而避免煤矿机电设备产生过剩力矩。变频控制技术包括计算机技术、电力电子技术、电机传动技术，在工作过程中将机械设备和强弱电技术相结合就形成了一种综合性较强的新型技术。变频控制技术的工作原理其实就是使交流电先通过半导体，然后变为其它频率，接着再利用相关设备将交流电转化为直流电，最后再利用逆变器实现对电流和电压的调节和控制。通过上述过程就可以完成机电设备的无极调速。
这种调速方式可以极大地减少损耗，节约资源的同时也减少了工作过程中对周围环境造成的影响。此外，变频技术在矿山机电设备中的应用主要是利用了电流频率和电机转速之间的同比增长关系，因此，变频调速技术可以根据实际的工作量对速度进行改变，在工作负荷高时提升工作速度，在工作负荷较低时减小工作速度，通过上述方式，电流频率对电机实际转速形成控制，进而实现对矿山机电设备的有效控制。
变频技术中的电路有四个部分：整流、直流、控制、逆流，这几个部分相互作用、相辅相成，一起完成对矿山机电设备的控制。变频技术可以保证机电设备的有效运行，控制设备运行的速度，提高设备运转效率，节约能源，在矿山开采行业具有极大的应用前景。近年来，研究人员还研究出了模糊自动化控制、人工神经网络等技术，在这些新型技术下，变频控制调控系统集成化的程度也有了显著的提高，一些新的控制系统例如高级专用集成电路也逐渐被应用到矿山开采中。随着变频器的不断发展和优化，一些新的新的功能也在原本的调速功能上发展起来。例如编程、通信等等，这为变频控制技术在矿山机电设备中的进一步应用奠定了基础。
2变频控制技术发展现状分析
目前，变频控制技术仍旧处于积极发展的状态，最关键的是核心功率器件进一步的发展。变频控制技术具有很好的智能化优势，旨在达到直接控制的目的，从而体现变频调速的高效性。近年来，随着科学技术的逐步发展，电子信息技术、自动控制技术、计算机技术和大功率输出技术的应用，使变频控制技术在煤礦机电设备中的应用有了很大的突破。目前，各个行业都在积极地推进环保工作，通过相关的分析可得知，电气设备、采矿、机械与矿山的能耗量比较大，会对周边环境造成严重的负担，从而影响到人们的实际生活，这主要是由于压气、通风等设备会耗费大量的电能。为优化与完善变频控制技术，使其能够更大程度处理好节能问题，从而获得理想的效果。近些年来，通过对神经网络的研发与设计，促使变频控制技术更好地应用到智能控制系统之中，使得变频技术在机电设备中的应用范围逐步拓宽。借助变频控制技术能提高开发效率，有利于推动矿山运行系统的进一步发展。把变频控制技术应用在矿山机电设备中，能有效提高内部编程效率，能精准识别各项参数性，便于煤矿机电设备安全而稳定的运行。
3矿山机电设备变频控制技术应用
矿山机电设备变频控制技术的具体应用，如表1所示。结合表1所示，下文将对以上矿山机电设备变频控制技术的应用进行阐述，具体内容如下。
表1变频控制技术应用信息表
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3.1皮带设备中变频控制技术的应用
由于皮带设备在启动时会产生巨大的电流，导致经常出现断裂现象。将变频控制技术应用在皮带设备，能够通过布拉格波长，直接反映采集与处理皮带设备故障信息，通过调节布拉格波长变化，对皮带设备进行变频控制，从而保证皮带设备的稳定性能。变频控制技术在皮带设备中的应用目的，是将皮带设备出现故障的概率降至最低，尤其是在矿山开采时，可通过变频控制技术，实时控制皮带设备运行中的工作状态，确保皮带设备的正常运行。
皮带设备中变频控制技术的应用主要包括3部分，数据采集部分、数据传输部分以及技术化处理部分。数据采集部分主要是通过变频控制技术采集皮带设备运转时的正常信息数据以及异常信息数据；数据传输部分主要是通过变频控制技术的数据通讯功能，对采集的数据进行传输通讯；技术化处理部分是变频控制技术的核心功能，通过对数据进行智能化分析，提前预测皮带设备可能会出现故障的时间及精确位置。通过变频控制技术得出的变频控制结果，确保皮带设备的正常运行，避免过载生产可能造成的危险，大大提高矿山机电设备使用的安全性。
3.2提升设备中变频控制技术的应用
提升设备中变频控制技术的应用主要体现在控制决定提升设备电源频率的相关参数。由于变负载状态下，提升设备超声驱动工作中的频率主要由电源电阻与电容容量决定，因此，可根据提升设备元件的实际电阻值，调整电源固定频率，输出占空的脉冲信号。将缓冲区域的电源值作为超声驱动装置的输入电压，控制在变负载状态下的角度参数，改变与电阻串联的等效电流，建立频率校正模型。采用相对简单的双线性结构，将电阻频率与电源频率重合的问题列入模型的构建中，探索电源频率转换的发生点。设计每组超声装置中至少3个跟踪点，输入/出端各一个，同时在电流流经区域，采用调整电容的方式，设定中间跟踪点，检索电流频率值，证明此时状态下为提升设备超声驱动的最佳工作状态。根据上述提出电源频率跟踪点，以提升设备超声驱动电阻单机片为频率跟踪的核心，控制A/D转换输出电压值的递减趋势，根据正常运行状态下的电压值控制，改变输出频率的电压值，将波形器产生的信号作为时钟信号，则变负载状态下电流频率之间呈现负相关关系，因此，其最小值便为跟踪点电流频率的最大值。计算计数器电流频率，并在电路中显示，则其计算公式，如公式（1）所示：
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（1）
结束语
综上所述，变频控制技术具有安全、高效而便捷的优势，其被广泛的应用到各领域内。在煤矿开采过程中，会耗费大量能量，且电耗是很大的。但在能耗系统中，能源浪费问题还是相当突出的。将变频控制技术应用到煤矿机电设备之中，占用空间小、方便拆卸、操作简单、速度可调节等是其重要优势，尤其是能达到一定的节能效果，能大大减少煤矿生产的能耗率。相信不久的将来，我国科学技术可以得到进一步地发展，可不断深化与提升变频控制技术，从而获得机电设备应有的成效。
参考文献：
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