摘要：变频技术在煤矿机电工程中的应用，不仅节约了能源，还能不断改善机械设备的运行状况。详细阐述了变频技术的原理，分析了变频技术在煤矿机电工程中的应用。
关键词：变频技术；煤矿机电工程；应用；原理
引言
现阶段，矿产资源越来越紧张，煤炭企业的利润也越来越少，为了在激烈的竞争中取得有利地位，煤矿企业应注重技术的更新，不断降低自身的运营成本。经过研究发现，煤炭企业在进行煤炭开采的过程中，成本的最大来源是用电量，因此，想要从根源上节约煤炭企业的成本就需要降低用电量。变频技术可有效降低煤炭企业在进行煤炭开采过程中的耗电量，提高煤炭开采效率，不断增加企业竞争力。
1煤矿机电工程中变频技术的原理概况
在进行煤炭开采的过程中，大部分开采机械并不是在满负荷情况下运行的，所以减少机械耗电量的同时，不能降低机械的工作效率，所以这时将变频技术引入到煤矿企业的机电工程中就可实现节能减排的要求，降低开采成本。所谓变频技术并不是指一种单一的技术，而是多种技术的综合，主要包括以下几种，分别是数控技术、电力电子技术及电机传动技术等。机电工程中的变频技术工作原理主要指的是在机械中安插一些半导体的构件，利用工频电流信号将统一频率转化为不同的频率，在这个过程中采用逆变器来控制电流和电压的大小。综上所述，通过变频技术可使电机在不影响工作效率的情况下，节约能源[1]。
2变频技术在煤矿机电工程中的应用
变频技术的飞速发展，使得变频技术的应用越来越广泛。变频技术主要是通过调节机器的工作状态对其进行控制，同时还可与现代数控技术相结合，实现远程控制的目的。
2.1变频技术在提升机中的应用
在煤矿机电工程中会经常使用到提升机，提升机在整个开采过程中主要承担的是货物的运输功能及对开采工人的运送功能。但在煤矿开采的过程中，由于开采深度及难度的不断加大，对于提升机的要求也会随之改变，需对提升机的速度及启动关闭等进行调整。这样就能利用最小的成本达到最大的开采效率。由此可看出提升机在整个煤炭开采过程中的地位。提升机进行工作时是通过在控制电路中加入金属电阻元件，利用这个电阻对其转速大小进行控制。这种传统电机不仅不能节省资源，同时还会由于产生多余的热量造成资源大量浪费，由于其精确度不高，所以在进行调节过程中难以调节到合适的范围。另外传统的提升机在进行升降的设置时，不能实现自动化，需额外的辅助设施进行控制，额外的辅助设备必然会带来资源的浪费。如果在提升机运行过程中加入变频设备，不仅能保证提升机稳定性，同时还能保证资源的合理使用，不造成浪费，保证了提升机在运营过程中的安全。传统的提升机在运行过程中需使用继电器，继电器的使用会给电路造成极大的破坏，然而，采用变频技术以后，就可减少继电器的使用频率，减少由于电路故障所需维护费用。变频技术的使用能使提升机在提升速度及深度的精确度提高，能减少由于上升和下降造成的设备磨损，使机械的使用年限增加[2]。
2.2变频技术在皮带设备中的应用
在煤炭开采过程中，皮带设备的正常使用状况下使用的频率大于提升机设备。皮带设备在整个开采过程中起传输作用，将开采出来的煤矿直接通过皮带等传输设备运输到指定地方，皮带设备的运行原理是通过相互摩擦使设备正常运行。皮带设备的启动过程需要很大的启动电流，不仅会对电路中的电压造成巨大压力，同时还会使皮带设备造成严重毁损，由于皮带设备是通过摩擦来使设备运行，摩擦过程中必然会使设备产生巨大的热量，当温度达到一定程度，就会使机械产生一定程度的磨损。同时，货物的磨损也会给机械运营带来安全隐患。如果在传送的皮带中加入变频技术，不仅仅可使皮带系统在运营过程中产生较小的热量，减少能源浪费，同时也会降低整个开采过程中的安全隐患，使机器能在运营过程中保持稳定的同时，提高了皮带系统的运营效率。中国煤矿机电工程中普遍采用液力耦合设备对皮带设备进行软启动，在皮带设备软启动时需求的启动电流大，不仅会对电路中电压造成较大压力，还会对皮带设备中零件造成严重损伤。液力耦合设备在运作过程中会产生较多热量，使皮带设备内部温度过高，最终增加设备机械磨损；同时，对设备运行造成安全隐患。在皮带设备中应用变频技术，不但能取代液力耦合设备对皮带设备进行软启动，而且让皮带设备在启动、运行及停止过程中保持稳定，提高了皮带设备的能源利用率。
2.3变频技术在煤矿风机中的应用
在煤炭开采过程中，需保证矿井内的通风状况。由于工业技术水平限制，矿井内通风的设计方案也比较多，现阶段主要是通过调整煤矿风机的位置来保证矿井内通风状况，在位置移动过程中，不可避免就会给煤矿风机造成不必要的磨损，同时，不同位置需要煤矿风机的频率也不相同，频繁更换位置及频率会影响煤矿风机使用效率。如果在使用煤矿风机的过程中加入变频技术，就可使通风问题在开采过程中得到很好的解决，减少了一些不必要的资源的浪费，同时保证了煤炭开采顺利进行[3-4]。
2.4变频技术在煤矿空气压缩机中的应用
经过调查研究发现，煤矿风动机在使用过程中需用到空气压缩机和交流电机，长时间处于工作状态。现阶段，空气压缩机在进行运行过程中会设置上限和下限，如果交流电机在工作过程中超过了空气压缩机所规定的上限，那么空气压缩机就会自动将进气阀门关闭。此时，空气压缩机不产生压缩气体，所以电动机处于空载状态，一定程度上造成了资源浪费。反之，如果达到了设定的下限值，那么空气压缩机就会打开进气阀，产生压缩气体，使电动机处于重载状态。在实际使用过程中，由于很难对空气需求量进行评估，所以使得空气的需求量与生产量不能对等，会造成供应不及时或资源的浪费，同时还会由于经常更换空气压缩机的频率使得空气压缩机毁损。如果在空气压缩机使用过程中加入变频技术，那么，可有效控制空气的产生量，同时可防止由于经常更换频率造成的对空气压缩机的损坏，同时，加入变频设备以后，空气压缩机便于操作，准确性也有所提高，同时也比较好维护，在使用过程中不需人为对空气压缩机进行频繁改动，针对不同的开采条件可预先设置使用频率。变频技术的加入能从根本上解决传统空气压缩机加载和卸载供气的控制方式，通过调整电机用气量进对转数进行自动调控，保证空气压缩机能顺利进行，减少启动次数及资源的浪费[5]。
3结语
随着技术的不断发展、变频技术的不断普及和应用，越来越多煤矿机电设备开始采用变频技术，同时，变频技术的使用也给煤炭企业发展带来了新机遇，节约了能源，不断提高煤炭企业竞争力，降低开采成本，增加机器设备的使用寿命。变频技术作为一项新技术，调节性能强是它最大的优点，所以现阶段加强加强对煤矿几点设备变频技术的研究具有很重要的现实意义和理论意义。
参考文献：
［1］王大雷.变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践［J］.硅谷，2014，21(1)：104-100.
［2］冯刚，李建国.变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践［J］.电子技术与软件工程，2014，17(20)：126-130.
［3］曹宏伟.变频技术在现代煤矿机电中的应用［J］.中国高新技术企业，2015，28(10)：67-68.
［4］吕晓伟.现代煤矿机电工程中变频技术的应用研究［J］.科技创新与应用，2015，22(18)：119-121.
［5］冯刚，李建国.变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践［J］.电子技术与软件工程，2014，20(7)：126-131.
作者：杨新宜 单位：山西煤炭运销集团晋城阳城有限公司
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