變頻調速技術在煤炭機電的運用

導語：變頻調速技術在煤炭機電的運用一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:當前隨著科學技術的高速發展，變頻調速技術也獲得了巨大的發展，特別是現代信息技術的快速推進，對變頻技術的發展起到了重要的促進作用。當前變頻調速技術已經日漸成熟，在煤炭機電領域中的應用越來越普遍，成為推動煤礦工業發展重要的技術支撐。煤炭行業屬于高耗能行業，生產過程中對于電能的消耗非常大，而應用變頻調速技術之后，使得煤炭機電設備的電能消耗得到了大幅控制，還有效提高了機電設備作業效率，降低故障發生率，保證了煤礦的高效生產。由于變頻調速技術具有高性能、高可靠性、能耗低等諸多優勢，在煤炭領域中有著越來越普遍對的應用，成為煤炭機電領域不可或缺的重要技術手段之一，推動煤炭行業持續穩步發展。為此，下文結合實踐，對變頻調速技術的原理進行分析探討，結合變頻調速技術具有的特點與優勢，探討分析變頻調速技術在煤炭領域中的應用，希望能為相關工作的開展提供一些參考作用。

關鍵詞:變頻調速技術;煤炭機電;應用

現如今，在科學技術高速發展背景下，變頻調速技術也獲得了巨大的發展，變頻調速技術和現代信息技術手段密切相關，近年來該項技術的成熟度不斷提升，而且在煤炭機電領域應用越來越普遍，在我國經濟社會發展進程當中，煤炭是重要的支柱產業，但是煤炭生產規模較大，機電設備應用較多，對于電能的消耗非常巨大。面對煤炭企業這種現實的生產狀況，將變頻調速技術引入其中，有效控制和降低了機電設備電能消耗。變頻調速技術應用于煤炭機電領域當中，不僅對電能消耗的控制發揮著非常重要的作用，同時還有非常好的可靠性。因此，成為煤炭機電生產領域不可或缺的重要技術手段，對我國煤炭行業的持續健康發展，也發揮著十分重要的作用。

一、變頻調速技術的原理

變頻調速技術融合了很多現代先進的技術手段，該項技術有著十分廣泛的用途。在變頻調速技術當中，融入了沉重技術電子技術，還有機電一體化技術等，半導體是該項技術的主要元件，通過對半導體流通狀態進行有效控制，能夠對機電設備頻率起到良好的控制作用。對于變頻調速技術而言，主要是指交流電壓與直流電壓的互相轉換，通過轉換整流橋與逆變器之間的電壓，來實現變頻調速，這一技術的應用主要是為了控制能耗，增強機電設備的作業效率。

二、變頻調速技術在煤炭機電領域中應用的特點

（一）制動相對平穩。機電設備在煤炭生產過程當中應用還有很多問題存在，特別是機電設備制動過程當中，主要是用軟起動模式進行啟動，這種模式存在的問題主要體現在：a)機電設備軟起動時會形成很大的電流，這時電能的消耗非常大；b)煤炭機電領域當中有著非常復雜的電能系統，在生產過程當中電能消耗很大。同時，煤炭企業生產實際應用機電設備過程當中，需要頻繁的進行啟動與關閉，但是通過軟起動過程當中存在電流不穩的情況，這樣一來就會損壞了機電設備，反正煤炭機電領域當中變頻技術的應用，能夠很好的應對上述問題，能夠更加平穩的起動機電設備，更好地保證機電設備安全使用。（二）調速性能優良。煤礦企業生產實際機電設備啟動過程當中，對電流進行合理控制是非常重要的，通過應用變頻調速技術，能夠有效地控制起動電流，避免電流過大，對機電設備造成損壞。同時應用變頻調速技術，可以根據煤炭機電設備應用實際，有效的控制和減少啟動時間。電動機是機電設備運行的心臟，只有保證電動機持續穩定運行，才能有效地提高工作效率，而通過變頻調速技術的應用，能夠更好的確保煤炭機電設備的使用性能，同時，該技術還可在無功條件下開展有效的補償工作，使電能利用率大幅增強。（三）測試性能優越。煤炭企業在應用機電設備進行生產過程當中，常常需要進行測試，這是保證機電設備持續穩定運行的關鍵，但是在傳統測試工作中，主要通過工作人員來完成，這樣的工作模式不僅效率低，而且測試工作非常的麻煩，很難保證測試工作質量。通過應用變頻調速技術，使測試過程當中的缺陷和不足得到了有效彌補，該項技術充分結合現代信息化手段，能夠自動化地進行測試，使得測試過程更加的簡便，測試效率和精確度也得到了大幅增強。（四）維修費用較低。煤炭機電設備啟動過程當中，主要通過人啟動方式進行啟動，這樣一來，使煤炭機電設備運行過程當中，電能消耗量大幅增加，還加重了故障發生幾率。利用傳統的啟動方式，還會造成機電設備損壞率增加，更是機電設備的使用壽命縮短，也會增加維修費用，為使機電設備使用壽命有效延長，通過軟啟動方式對機電設備制動過程當中，需要加強防護，并做好相應的保養工作，還能有效控制成本投入，增強煤礦機電設備生產效率。

三、變頻調速技術在煤炭機電中的應用

（一）變頻調速技術在煤礦運輸機中的應用。運輸機在煤礦生產過程當中發揮著非常重要的作用，主要有電氣系統與機械系統共同組成，不僅轉速高，而且荷載中，為避免皮帶打滑，運輸機常常通過啟動制動，增加皮帶的動態張力，這樣能夠使運輸帶的速度大幅提升，還能使傳送帶表面和滾筒摩擦力進一步增加，使二者之間速度差進一步增加，減少傳送帶皮帶打滑現象，使運輸機的安全性大幅提升。1、煤礦運輸機的工作流程。煤礦運輸機工作初級階段決定著運輸機的皮帶張力，特別在啟動時，由于靜電電阻影響傳動滑輪會發生來回運動，導致經阻力形成動阻力，進而振動輸送機，為使輸送帶截面動張力得到大幅提升，應當對負載張緊裝置進行增加，來控制運輸機運行過程時產生的不穩定情況。同時使皮帶初始張力增加，使煤礦運輸機運輸能力大幅增強。2、幫助輸送機實現功率平衡。在非穩定狀態下，組轉矩傳輸速度和運輸機張力大小密切相關，所以對輸送機附加動張力合理控制，應當對煤礦輸送機運行屬性進行改變，疊加靜張力與動張力，確保輸送機穩定運行。系統利用變頻調速技術進行控制之后，電機運轉過程當中，變頻裝置可以使輸送帶滾筒根據系統設定好的時間，慢慢的使轉速進行增加，保證啟動輸送機的平穩性，避免電機振動過程當中發生磨損情況，保證煤礦輸送機的高效應用，提高其使用壽命。3、智能調速功能。應用變頻調速系統之后，速度可以智能調節，有效監控輸送帶輸送情況，通過感應技術和通訊技術，能夠智能調控輸送帶的速度。通過使用智能調速系統，使傳輸帶的能量和張力得到有效化解，保證運行更加平穩，避免損壞機械，使煤礦運輸機能夠更加正常的應用，保證企業經濟效益的同時還能減少事故的發生。4、礦井提升機的應用。煤礦生產過程當中物料輸送，都是通過礦井提升機來完成，在煤礦機電設備當中占據非常重要的地位。而過去煤礦提升機主要是利用電阻進行調速，缺陷性非常明顯：a)應用電阻會有大量的熱量產生，而且熱量不易于散發，給火災發生埋下隱患；b)調速范圍有限，可靠性很難保證，而通過變頻調速技術的應用，能夠更好的解決這些問題，保證提升機的安全性與穩定性，還能有效地控制速度，增強提升機的工作效率。5、皮帶機中的應用。在礦井生產中皮帶機是最為普遍的設備之一，煤炭生產主要靠皮帶機進行運輸，摩擦力是皮帶機的主要工作動力，而且下的工作功率，皮帶機運轉過程當中，老化現象常常出現，皮帶斷帶事故多發，對皮帶機的正常運轉造成很大影響，還會使維修成本進一步增加。液力耦合器使皮帶機的重要元件，皮帶機需要持續地進行運行與輸送，所以該元件出現漏油事件，對工作效率便會造成很大影響。而應用變頻調速技術，使得皮帶強度大幅增加，更于皮帶運轉速度，通過對頻率進行改變，可以再增加效率的同時降低成本。（二）在煤礦通風機中的應用。在礦井生產過程當中，通風機為整個礦井輸送著大量的氧氣，是不可或缺的重要設備，特別是當前煤礦開采深度不斷加大，必須要保證高質量的通風量，同時還應當根據開采深度合理的調整通風量，這些都需要通過通風機來完成。而將變頻調速技術應用于通風機系統中，能夠使通風機依照礦井具體實際開展通風調整工作，對礦井環境安全有效維持，而且煤礦生產過程當中，通風設備需要不停地進行運轉，消耗著大量的電力能源，在通風機系統當中應用變頻調速技術，可以對變頻器運行狀態科學，合理的進行調整，達到調速節能的良好作用：1、穩定通風機電壓頻率。變頻器通過轉換電機電流頻率，來確保通風機電流在一個相對穩定的區間之內，保證電源電壓穩定性，減少頸內電壓過大波動而引起停轉以及燒毀等現象，通過穩定調節通風機的頻率和電壓，通過穩定調節通風機的頻率和電壓，才能確保消耗電能和通風機運行功率相匹配，不僅能使能源消耗大幅節省，更利于礦井安全穩定生產，啟動通風機不同當中傳統的模式，接入的電壓都是額定電壓，但是對通風機進行啟動時瞬間電流非常大，會損害到通風機的電機，而應用變頻器能夠降低通風機啟動過程當中產生的較大電流，使電機電流承受力大幅提升，還能有效延長電機的使用壽命，減少故障發生。2、擴大通風機調速區間。傳統在對通風機進行調速過程當中，是通過風速調節閥門來調節通風機通風風速的，但是在這樣的調節過程當中，對通風機運轉速度進行縮小的方法，來調節通風機的風速，會極大地損害到通風機電機，而且額定電壓情況下通風機電機在工作時，倘若僅僅通過縮小通風機運轉速度，來對通風機通風量進行調節，很容易導致發熱情況的出現，嚴重的燒毀電機，而通過變頻器的，應用來對通風機風速進行調節，是通風機電壓頻率得到有效調節的情況下，來對通風機運轉速度進行調節，通過變頻器驅動系統來對風機風速進行調節。而且一定電壓區間中通風機能夠進行運轉，所以這些裝置可以使通風機調速期間有效加大，打破了傳統模式調節過程當中的三到五個檔位風速調節的弊端。3、輔助通風機節能降耗。沒有利用變頻器調節的通風機電機，啟動過程當中，電流會迅速增大，進而破壞通風機電機，有時還能造成電機燒壞，發生嚴重的故障，影響電機使用壽命，而且電流瞬間增大之后，還會很大程度上沖擊礦井下局域電網，引發短路或者燒毀等事故。通過安裝使用變頻器的方式進行調節，啟動電機過程當中，瞬間啟動電流能夠得到有效調節，電流啟動過程當中，使電流始終控制在額定電流之下，更利于保護電機安全穩定運行，對延長電機使用壽命具有重要的促進作用。而且通過這種方式來對電機進行調節，能夠對局部電網壓力得到有效的緩解，控制和減少電網事故的發生。另外，由于煤礦在建設過程當中，由于設置的電容量比較高，而且很多都高于通風機的額定功率，這樣在使用通風機的過程當中，就會有很多無用功產生，不僅易損耗線路，導致設備發熱，才會對很多電能造成巨大消耗，增加企業成本投入，而通過變頻器調節之后，能夠大幅降低能源消耗問題。（三）在空壓機中的應用。空壓機在煤礦機電設備當中也是一種重要的機械設備，在煤礦生產實際發揮著重要的作用，是煤礦開采工作不可或缺的一種設備設施，但是這種設備在使用過程當中具有非常大的耗電量，而且礦井深度越深耗電量越大，在實際運行時，如何控制其電能消耗是煤礦企業面臨的重要問題。同時，該項設備能夠對煤礦生產過程當中的氣體平衡起到非常重要的作用。通過變頻調速器來調節空壓機，能夠對其壓力以及電源頻率進行有效改變，確保其達到最佳的運行狀態，還能控制和減少能源消耗，將變頻調速技術充分結合空壓機，不但可以使空壓機的穩定性和工作效率大幅增強，同時在降低噪音減少能耗方面意義重大。（四）在排水泵中的應用。在煤礦開采過程當中，地下涌水問題常常出現，而這一問題出現，對煤礦安全生產有著巨大影響，為了保證煤礦安全生產，減少涌水事故的發生，就需要通過排水泵來進行礦井排水。然而，礦井開采過程當中水的涌出量有很多因素所制約，水的涌出量處于不斷變化的過程，倘若不考慮礦井涌水量實際進行排水設計，不但會對煤礦生產效率造成很大影響，同時還會加劇能源消耗，而通過變頻調速器來對排水泵進行調節。能夠在自動檢測涌水量的前提下，科學地做好排水設計工作，保證排水泵處于最佳的運行狀態，提高排水效率控制和減少電能消耗，有利于控制礦井生產過程當中的成本投入。

四、結語

隨著科學技術的不斷發展，變頻調速技術在社會很多領域當中得到了普遍應用，特別是在煤礦機電設備當中，應用越來越普遍，然而在實際應用過程當中，還受到很多方面的影響，要求技術人員在實際應用過程當中應當加強研究與分析，不斷進行技術創新，對此項技術的應用提供更大的發展空間。上文當中對變頻調速技術在煤礦機電設備當中的優點進行了詳細闡述與分析，希望能為煤礦機電設備使用變頻調速技術提供一些參考作用，來進一步提高煤礦生產效率，創造更大的經濟價值，推動煤礦企業持續穩定發展。

參考文獻：

[1]王曉鵬變頻調速技術在煤炭機電領域的運用研究[J].硅谷，2015(2)：73．

[2]謝振華變頻調速技術在煤炭機電領域的運用研究[J].城市地理．2015(16)：109．

[3]馬飛仙，溫濟霞.論煤炭機電領域變頻調速技術應用[J]．黑龍江科技信息，2014(33)：167．

[4]王愛民.煤炭機電領域變頻調速技術的應用[J].山西能源學院學報，2017，30（04）：45-47.

[5]武鴻偉.變頻調速技術在煤炭機電領域的運用[J].能源與節能，2017（09）：136-137.

[6]王曉鵬.變頻調速技術在煤炭機電領域的運用研究[J].硅谷，20158（02）：73+62.

作者:李孝勝 單位:國家能源集團新疆能源公司烏東煤礦