论文部分内容阅读
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。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：变频控制技术;煤矿;机电设备
引言
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。
1变频控制技术简介及其工作原理
变频控制技术在使用过程中的工作原理主要指的是交流电先通过半导体，然后，变为其他频率，接着，再利用相关的设备将交流电改变成直流电，最后，再采用逆变器有效时间对电流以及电压的调节和控制，这就是煤矿机电设备在使用过程中的无机调速，采用这种调速方法能够更好地降低机电设备的生产能耗，节约能源，同时，还可以对周围的环境起到一定的保护作用。变频调速技术在使用过程中能够按照机电设备的工作量对速度进行调整以及更改，当机电设备的工作负荷较高时提升速度，工作负荷较低时降低速度，采用这种方式能够有效实现电流频率对电机转速的控制，这样能够更好的对煤矿机电设备进行控制，充分保障煤矿在开采过程中的稳定性以及安全性，提高煤矿开采的工作效率。
变频控制技术在使用过程中的电路主要分为四个部分：整流、直流、控制、逆变，这几个部分相互作用、相辅相成，共同加强对煤矿机电设备的控制。煤矿机电设备中使用变频控制技术，能够更好地提高机电设备的各项性能，保证机电设备的运行效率，降低煤矿开采过程中的能耗，是煤矿行业运行过程中不可缺少的技术之一。随着我国科学技术的快速发展，变频器的应用范围也在不断扩大，比如，数字化、编程、通讯等，这些技术的使用都能够为变频控制技术在煤矿机电设备使用过程中提供可靠的依据。
2变频控制技术在煤矿机电设备中的应用
2.1在采煤机中的应用
目前，大多数的采煤机设备都是应用变频调速电机的牵引来进行采煤工作的，由于采煤机的工作量较大，应用变频调速电机进行牵引可以有效的降低人工的成本，作业人员可以完成其它的工作，优化了人力资源的配置，在变频调速电机中使用的是四象限变频器调速模块，以便更好的控制牵引的速度。
2.2在提升机中的应用
在煤矿的机电设备中，提升机是煤矿开采的重要机电设备之一，它的使用保障了工作人员的人身安全以及物料的安全。但是传统的提升机在性能上还有所欠缺，如散热不均、能耗高、精确度低等，这些问题都给煤矿开采工作带来了一定的影响，而将变频控制技术应用到提升机中，提升机的整体性能得到了很大的改善，表现在以下几点： 第一，变频技术与编程器进行结合，控制了提升机的运行流程，从而提高了其稳定性; 第二，提升控制的使用率，大大降低了故障率; 第三，编程器可以直接排出故障，节约人工成本，提高工作效率。
2.3在皮带机中的应用
皮带机的功率大于提升机功率，通过然绕线电机并且经转子绕组降压启动后工频巡行经液力耦合器切换到皮带机。它的操作方法是通过驱动轮轂，通过摩擦力牵动皮带，皮带通过其独特的张力变形以及摩擦力在滚轴上面转动。其中，转子串联电阻提高了转矩，提升了减压和空载启动的能力，然而启动电流仍过大，易造成电网电压的不稳定，电机内部机械冲击，散热情况较差。因为启动时间不足，导致皮带断裂和老化严重，因此皮带必须足够坚固。当液力偶合器工作时，内部油温升高，磨削部件的情况严重等，维护难度和成本提升，对环境产生污染，功率平均和同步变得困难。皮带机使用变频技术实现软启动和软停止，皮带机的工作性能得到稳定。改造后，系统根据负载的变动来调节输出频率和转矩，改变电动机以前的工频恒速运行方式，节省了功耗。
2.4 通风机中的运用
在矿井的主要设备中，在矿物生产中通风机起着重要的作用。作为重要通风设备，它运行时间久，在矿井中被称为“呼叫系统”。随着采矿和挖掘工作的进展，风压持续增大，其所需的功率也在增加。所以，在矿井下作业是通风机的功率也是重要問题。采用设备进行变频调速后的矿井通风机，通过巷道风量需求的预测进行调速，减少了能耗，实际效果也非常的好。由于在修改变频器后的通风机即可实现变频软启动，因此，电流的冲击减弱，减少了对电网设备的影响，并且可以随时启动和停止。多数情况下，通风机的运行速度较低，这使通风机工作强度降低，从而可以延长通风机的使用年限，减少了维护的次数。同时，为了保证相同的电动机转速，在正常情况下，要求2 台电动机的工作频率尽可能一致，以避免形成风阻并影响风扇的正常运行。
2.5井下水泵中的应用
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发展方向
由于全球能源供给出现了相应危机，也是在这样的背景下，出现了变频控制技术，并且进行了广泛应用。在矿山设备方面，由于变频控制技术的不断改进，现阶段已经发展出智能化技术模块。随着变频控制技术的逐渐发展，进一步促进了压频比控制技术的发展。实践中应用最广泛的技术为转矩变频控制技术及矢量变频控制技术，到目前为止，这项技术的应用频率依然很大。在该项技术方面，还需要深入，其研究方向比较多，例如，人工神经智能网络，以及模糊自动化智能控制技术等。在这些方面，还需要相关变频控制技术人员的深入研究，也是未来的研究方向。
结束语
综上所述，在煤矿开采行业中，由于机电设备的升级以及变频控制技术的有效应用，能够在一定程度上促进煤矿开采行业的发展。经过使用变频控制技术，能够有效提高机电设备的稳定性以及安全性，在设备的运行速度方面具有较强的可调控性，操作相对简单，在工作效率方面能够得到提升，并且不会占据大量的空间，有效提高煤矿开采的工作效率以及能源的利用效率。
参考文献
[1]曹永维.煤矿机电设备存在的问题及变频控制技术应用[J].内蒙古煤炭经济，2019（24）：185+189.
[2]张勇.煤矿机电变频控制技术与节能分析[J].当代化工研究，2019（16）：22-23.
[3]徐媛媛.矿山机电设备变频控制技术[J].世界有色金属，2019（20）：296+298.
济宁能源发展集团有限公司，陕西中太能源投资有限公司 陕西榆林 719000
关键词：变频控制技术;煤矿;机电设备
引言
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。
1变频控制技术简介及其工作原理
变频控制技术在使用过程中的工作原理主要指的是交流电先通过半导体，然后，变为其他频率，接着，再利用相关的设备将交流电改变成直流电，最后，再采用逆变器有效时间对电流以及电压的调节和控制，这就是煤矿机电设备在使用过程中的无机调速，采用这种调速方法能够更好地降低机电设备的生产能耗，节约能源，同时，还可以对周围的环境起到一定的保护作用。变频调速技术在使用过程中能够按照机电设备的工作量对速度进行调整以及更改，当机电设备的工作负荷较高时提升速度，工作负荷较低时降低速度，采用这种方式能够有效实现电流频率对电机转速的控制，这样能够更好的对煤矿机电设备进行控制，充分保障煤矿在开采过程中的稳定性以及安全性，提高煤矿开采的工作效率。
变频控制技术在使用过程中的电路主要分为四个部分：整流、直流、控制、逆变，这几个部分相互作用、相辅相成，共同加强对煤矿机电设备的控制。煤矿机电设备中使用变频控制技术，能够更好地提高机电设备的各项性能，保证机电设备的运行效率，降低煤矿开采过程中的能耗，是煤矿行业运行过程中不可缺少的技术之一。随着我国科学技术的快速发展，变频器的应用范围也在不断扩大，比如，数字化、编程、通讯等，这些技术的使用都能够为变频控制技术在煤矿机电设备使用过程中提供可靠的依据。
2变频控制技术在煤矿机电设备中的应用
2.1在采煤机中的应用
目前，大多数的采煤机设备都是应用变频调速电机的牵引来进行采煤工作的，由于采煤机的工作量较大，应用变频调速电机进行牵引可以有效的降低人工的成本，作业人员可以完成其它的工作，优化了人力资源的配置，在变频调速电机中使用的是四象限变频器调速模块，以便更好的控制牵引的速度。
2.2在提升机中的应用
在煤矿的机电设备中，提升机是煤矿开采的重要机电设备之一，它的使用保障了工作人员的人身安全以及物料的安全。但是传统的提升机在性能上还有所欠缺，如散热不均、能耗高、精确度低等，这些问题都给煤矿开采工作带来了一定的影响，而将变频控制技术应用到提升机中，提升机的整体性能得到了很大的改善，表现在以下几点： 第一，变频技术与编程器进行结合，控制了提升机的运行流程，从而提高了其稳定性; 第二，提升控制的使用率，大大降低了故障率; 第三，编程器可以直接排出故障，节约人工成本，提高工作效率。
2.3在皮带机中的应用
皮带机的功率大于提升机功率，通过然绕线电机并且经转子绕组降压启动后工频巡行经液力耦合器切换到皮带机。它的操作方法是通过驱动轮轂，通过摩擦力牵动皮带，皮带通过其独特的张力变形以及摩擦力在滚轴上面转动。其中，转子串联电阻提高了转矩，提升了减压和空载启动的能力，然而启动电流仍过大，易造成电网电压的不稳定，电机内部机械冲击，散热情况较差。因为启动时间不足，导致皮带断裂和老化严重，因此皮带必须足够坚固。当液力偶合器工作时，内部油温升高，磨削部件的情况严重等，维护难度和成本提升，对环境产生污染，功率平均和同步变得困难。皮带机使用变频技术实现软启动和软停止，皮带机的工作性能得到稳定。改造后，系统根据负载的变动来调节输出频率和转矩，改变电动机以前的工频恒速运行方式，节省了功耗。
2.4 通风机中的运用
在矿井的主要设备中，在矿物生产中通风机起着重要的作用。作为重要通风设备，它运行时间久，在矿井中被称为“呼叫系统”。随着采矿和挖掘工作的进展，风压持续增大，其所需的功率也在增加。所以，在矿井下作业是通风机的功率也是重要問题。采用设备进行变频调速后的矿井通风机，通过巷道风量需求的预测进行调速，减少了能耗，实际效果也非常的好。由于在修改变频器后的通风机即可实现变频软启动，因此，电流的冲击减弱，减少了对电网设备的影响，并且可以随时启动和停止。多数情况下，通风机的运行速度较低，这使通风机工作强度降低，从而可以延长通风机的使用年限，减少了维护的次数。同时，为了保证相同的电动机转速，在正常情况下，要求2 台电动机的工作频率尽可能一致，以避免形成风阻并影响风扇的正常运行。
2.5井下水泵中的应用
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发展方向
由于全球能源供给出现了相应危机，也是在这样的背景下，出现了变频控制技术，并且进行了广泛应用。在矿山设备方面，由于变频控制技术的不断改进，现阶段已经发展出智能化技术模块。随着变频控制技术的逐渐发展，进一步促进了压频比控制技术的发展。实践中应用最广泛的技术为转矩变频控制技术及矢量变频控制技术，到目前为止，这项技术的应用频率依然很大。在该项技术方面，还需要深入，其研究方向比较多，例如，人工神经智能网络，以及模糊自动化智能控制技术等。在这些方面，还需要相关变频控制技术人员的深入研究，也是未来的研究方向。
结束语
综上所述，在煤矿开采行业中，由于机电设备的升级以及变频控制技术的有效应用，能够在一定程度上促进煤矿开采行业的发展。经过使用变频控制技术，能够有效提高机电设备的稳定性以及安全性，在设备的运行速度方面具有较强的可调控性，操作相对简单，在工作效率方面能够得到提升，并且不会占据大量的空间，有效提高煤矿开采的工作效率以及能源的利用效率。
参考文献
[1]曹永维.煤矿机电设备存在的问题及变频控制技术应用[J].内蒙古煤炭经济，2019（24）：185+189.
[2]张勇.煤矿机电变频控制技术与节能分析[J].当代化工研究，2019（16）：22-23.
[3]徐媛媛.矿山机电设备变频控制技术[J].世界有色金属，2019（20）：296+298.
济宁能源发展集团有限公司，陕西中太能源投资有限公司 陕西榆林 719000