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隨著國內(nèi)煤炭行業(yè)的不斷發(fā)展，關(guān)于新技術(shù)、新設(shè)備以及新手段不斷朝著節(jié)能、高效、靈活和安全的方向發(fā)展。變頻技術(shù)的應(yīng)用在當(dāng)今煤礦企業(yè)的發(fā)展中占據(jù)了較為重要的位置，文章針對變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用進行了簡要分析，并對變頻技術(shù)的工作原理、應(yīng)用中所出現(xiàn)的問題進行了闡述。

1變頻技術(shù)的發(fā)展與原理

變頻技術(shù)的誕生不僅在很大程度上改變了我們的生活，與此同時在工業(yè)生產(chǎn)上更是帶來了巨大的便利。最初是因為調(diào)節(jié)電流頻率的需要才促使了變頻技術(shù)的產(chǎn)生，1960年后，電力電子器件大力發(fā)展，從最初的晶閘管到現(xiàn)代的絕緣柵雙極型晶體管控制品閘管，經(jīng)歷了不斷的更新歷程，大大促進了變頻技術(shù)的發(fā)展，到了1970后，開始研究（PWM）VVVF調(diào)速，這一研究引起了人們的關(guān)注。而在變頻技術(shù)中PWM模式才是核心，直到20世紀(jì)80年代，相關(guān)專業(yè)人士開始對PWM模式的優(yōu)化進行研究，這一研究項目引起了人們更多的關(guān)注進而得出了更多的優(yōu)化模式。到了20世紀(jì)80年代中后期，一些發(fā)達國家將新研究出來的VVVF變頻器投放到了市場，VVVF變頻器憑借其更為優(yōu)異的服務(wù)得到了各廠家的大力推廣。而變頻技術(shù)的操作原理指的是在電壓不變的前提下，通過改變交流電頻率的方式，來實現(xiàn)對設(shè)備的自動化控制。其中變頻器是通過利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將頻率無法改變的交流電轉(zhuǎn)換成了可以改變的交流電，從而實現(xiàn)了變頻調(diào)速。

2變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用

2.1變頻技術(shù)在采煤機中的應(yīng)用

采煤機在一定程度上代表了煤礦設(shè)備向現(xiàn)代化、機械化發(fā)展的里程碑。因此，在煤礦開采中顯得特別重要。由于采礦機大多是在環(huán)境惡劣的條件下工作的，所以采礦機是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)，因此，提高采煤機的性能便顯得尤其重要。采煤機在采煤工作中占據(jù)著主力位置，只要一發(fā)生故障就會導(dǎo)致整個采煤環(huán)節(jié)受到嚴(yán)重的影響，使采煤工作難以進行下去，對整個煤礦造成不小損失。由于采煤機的重要位置使得其功能不斷改進，變得越來越強大，但是其出現(xiàn)的故障和問題也變得越來越強大，這也增加了維修難度，一旦采煤機出現(xiàn)問題就會大大降低工作效率。而隨著變頻技術(shù)的產(chǎn)生，將其用在采煤機中，成就了采煤機變頻調(diào)速系統(tǒng)，隨著該技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的采煤技術(shù)有了巨大的發(fā)展，變頻器也得到了采煤業(yè)的廣泛應(yīng)用。煤礦企業(yè)大膽嘗試，勇于創(chuàng)新，將能量回饋型四象限變頻器運用到了電牽引采煤機的工作中，這一舉措不僅將采煤機的科技含量進一步提高，同時還減少了采煤機的損壞，延長了設(shè)備壽命。

2.2變頻技術(shù)在風(fēng)機中的應(yīng)用

在礦井不同的生產(chǎn)時期，礦井通風(fēng)設(shè)計也不盡相同，甚至還會有巨大的差異。一般在礦井生產(chǎn)中期會重復(fù)不斷更換風(fēng)機來解決通風(fēng)問題，但這種方式操作起來不僅顯得累贅，并且還經(jīng)常發(fā)生設(shè)備故障，增加了不少多余的維修量。與此同時，原來的風(fēng)機也會被暫時擱置，這樣會產(chǎn)生資源浪費，使設(shè)備的利用率大打折扣。但將變頻技術(shù)應(yīng)用到風(fēng)機中就會解決這種困境，重復(fù)的更換任務(wù)也無需再進行，操作起來比較方便，不僅提高了設(shè)備性能，使風(fēng)機資源中的浪費現(xiàn)象不斷減少，同時也起到了很好的節(jié)能效果。通風(fēng)問題也輕輕松松地解決了。

2.3變頻技術(shù)在礦井提升運輸設(shè)備上的應(yīng)用

2.3.1變頻技術(shù)在膠帶輸送機上的應(yīng)用

作為煤礦煤流運輸系統(tǒng)的主要設(shè)備之一的膠帶運輸機，在以工頻進行拖動，液力耦合器進行傳動的方式運行上一般采用交流電動機作為動力裝置，但使用交流電動機會產(chǎn)生傳動效率低、啟動電流大以及機械沖擊大等問題。同時輸送機還存在運送負(fù)載重、距離長、傾角大的問題，常常發(fā)生帶載或重載啟停的情況，使膠帶斷帶、跑帶等安全生產(chǎn)事故發(fā)生的概率大幅度提升。但是將變頻技術(shù)運用到膠帶運輸機之后，可以實現(xiàn)設(shè)備及系統(tǒng)的軟啟動功能，使設(shè)備及系統(tǒng)平穩(wěn)啟動運行。尤其是在變頻控制的軟啟功能之后，徹底消除了之前存在的安全生產(chǎn)隱患，在根本上解決了這個困難。

2.3．2變頻技術(shù)在礦井提升機上的應(yīng)用

當(dāng)前，PLC控制系統(tǒng)和高壓變頻調(diào)速控制系統(tǒng)是礦井提升機變頻技術(shù)的主要應(yīng)用。在礦井提升機高壓變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計中，通過對單元串聯(lián)多電平能量回饋型四象限高壓變頻控制系統(tǒng)的應(yīng)用來增強系統(tǒng)的安全性和抗干擾性，從而使提升全過程中的速度控制、位置控制、保護功能及動態(tài)畫面監(jiān)視等功能變得更加安全可靠，這一措施大大改善了提升機啟動、運行、加速、減速等運行階段的性能，使設(shè)備鋼絲繩的機械沖擊得到減少，提升系統(tǒng)的安全水平也得到大大提升。除此之外，還使高壓回路與低壓控制回路之間的通訊變得更加便捷。

2.4變頻技術(shù)在泵中的應(yīng)用

泵以抽送液體為目的，將機械能裝換為液體能量。水泵不但能夠用來進行輸送液體，而且還可以實現(xiàn)液體增壓，因此在礦區(qū)給液、給水中發(fā)揮著重要作用。在之前的工作運轉(zhuǎn)中，泵擁有相對較長的空轉(zhuǎn)時間，在頻繁的起停工作中不僅耗費了大量的電能，并且也使相關(guān)的故障經(jīng)常發(fā)生。將變頻技術(shù)運用到泵中，可以使設(shè)備運行率得到有效提高，設(shè)備發(fā)生故障的情況大量減少，并且還顯現(xiàn)了良好的節(jié)能效果，操作起來也十分容易。由中國礦業(yè)大學(xué)設(shè)計的煤礦井下排水泵站的監(jiān)控系統(tǒng)在水泵性能提高方面具有極好的效果。其原理是把變頻器應(yīng)用到水泵中，水泵的起停減速可以得到有效控制，使井下液位達到穩(wěn)定狀態(tài)，減少了泵的空轉(zhuǎn)時間，起到了顯著的節(jié)能效果。

3結(jié)束語

當(dāng)前煤炭行業(yè)的規(guī)模隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展而不斷擴大，煤礦機電設(shè)備水平的提高變得更加重要且必要。變頻技術(shù)具有良好的節(jié)能效果和調(diào)節(jié)性能，能為煤礦機電設(shè)備的發(fā)展做出巨大的貢獻，所以將變頻技術(shù)應(yīng)用到煤礦電設(shè)備中不僅是科技發(fā)展的必然結(jié)果，同時也擁有極為重要的現(xiàn)實意義。目前，在風(fēng)機、提升機、空壓機等設(shè)備中對變頻技術(shù)進行了利用。通過這些主要生產(chǎn)系統(tǒng)機電設(shè)備對變頻技術(shù)的廣泛應(yīng)用和大力推廣，既改善了設(shè)備運行性能，提高了礦井裝備水平，也在保障礦井安全生產(chǎn)和節(jié)能方面取得了顯著的效果，為煤礦企業(yè)實現(xiàn)安全高效生產(chǎn)的目標(biāo)提供了有力的支撐。但是，目前的發(fā)展水平對不斷提升我國煤礦機電設(shè)備水平的目標(biāo)來說還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此，我們要不斷改進變頻技術(shù)的應(yīng)用水平，使其能更好地為煤礦機電設(shè)備服務(wù)。

作者：楊旭光 單位：神東煤炭集團公司設(shè)備管理中心