变频调速在矿山机电的应用探讨

变频调速在矿山机电的应用探讨

薛颖豪

(国家能源投资集团神东煤炭集团大柳塔煤矿陕西榆林719315)

摘要：自动化控制技术、网络技术等技术都在我国社会与经济发展的历程中不断地迅速进步。而变频调速技术因为其可调节性较强的优势，已在各行各业得到有效推广，特别是采矿业中变频调速技术更是具有极佳的实用性，在矿山生产中运用此项技术，能有效节约能源，实现矿井的健康与可持续发展。

关键词：机电设备；变频调速技术；矿山；应用

引言：矿山机电通常是矿山开发产生中消耗能源的大头，所以要研究如何有效减少采矿行业的能源浪费就要将重点放在矿山机电设备上，而变频调速技术则能在这方面起到很好的效果，这项技术不仅能有效节约资源，而且也能减少相关设备对周围环境的干扰。本文将简要介绍变频调速技术，并分析其优势，随即提出在各个矿山机电设备上的具体应用。

1变频调速技术简介

矿山机电设备在进行长时间高负荷工作的过程中容易造成资源浪费，所以需要应用变频调速技术来减缓问题，这项技术能有效避免机电设备因为过剩力矩而产生不必要的消耗。变频调速技术结合了强弱电技术、计算机技术和机械设备，能通过交流电转化为直流电再用逆变器调节电流和电压的过程，利用电流频率和转速之间的同比增长关系，实现机电设备的无极调速，达到矿山开发过程中节约资源和保护环境的效果。变频调速技术可以非常便利地根据工作负荷改变速度。整流电路、直流电路、控制电路、逆流电路是变频技术中电路的四部分，这几个部分相辅相成，共同控制机电设备。由于变频技术可以有效控制机电设备运行的速度，因此能提高设备机电的运转效率，因此值得在矿山开采行业中进行推广。而近年来新兴的技术，如人工神经网络、模糊自动化控制都促进了变频调速系统的集成化，让变频器进一步得到发展和优化。

2变频调速技术的优势

一是可有效实现无极调速，根据电动机运行参数和负载值，可便利地运用矢量来对变频调速器进行控制。可及时改变电动机工作频率和启动力矩，满足矿山开采作业开采工作中要求的转速，这样能有效减少机电设备的消耗，实现的机电设备的稳定运行。二是兼具较高的安全性且可以做到低能耗。在开环和闭环等环节变频调速器可实现自动控制，减少人工操作的消耗，从而使矿山开采作更加自动化和智能化，并提升了安全性。优秀的调速性能可使变频调速器在物料输送机、提升机处于最优参数的状态，提升对电能的利用率，并且还能减少噪音，改善工作环境。设备制动与启动的稳定，由于矿山开发产生使用的电动机启动电流往往比较大，可能会出现电流不稳烧毁发动机的问题，而电动机软启动方式也对电网的影响较大，妨碍其他的机电设备正常运行，也带来了较高的维护成本。运用变频调速技术，就能增加电动机启动时的转矩，让电动机平稳制动并正常运行。

3变频调速技术在机电设备中应用

3.1胶带机

胶带机是矿山开采的重要设备之一，其功率一般较大，通过液力耦合器连接，主要原理是理由轮毂产生动力和摩擦力，摩擦力又让皮带借助自身张力在滚轴上运行。由于在启动阶段往往会巨大电流，为了避免启动电流过大的问题，可以让转子串接电阻或者降低空载系统压力，然而这些方法也并不能解决启动电流的问题，还可能导致电机过热，电网不稳定的问题。而启动时间较短的特性也使胶带机容易断裂或者老化，所以要进行矿山开采作业就得选用韧性较高的胶带机。而液力耦合器连接也可因为温度过高、部件磨损严重的问题而提高机械的维修成本，同时也会对矿山开采作业造成严重影响并对周围环境造成危害。为了改善这一状况，可将变频调速技术引入到胶带机工作中，及时控制胶带机的力矩和输出频率，从而控制速率，让胶带机能稳定工作，软起软停，提升矿井工作效率。

3.2提升机

要让提升机以安全且高效方式向外输送电气，提高矿井生产作业的效率，就需要对提升机的电气系统采取良好的保护措施，让提升机可及时地正反转运行，并具备较高的自动化程度和可靠性。直流电动机与直流传动系统是过去的提升机常采用的电气系统，造成输送效率较低，维修成本较高的问题。在提升机中运用变频调速技术，就可有效应对电网的低压、停电、欠相等突发问题，及时开启保护功能，使电网电压保持稳定，并能在进行加速或减速时平滑运动，避免剧烈撞击。变频调速技术能提升节点效率，且在用电较少的同时可在范围内便利地调整电动机转速，减轻工作人员的负担，提升矿井生产作业效率。

3.3通风设备

除了能应用在胶带机和提升机上，在通风设备中变频调速技术也能起到很好的作用。通风机在矿井开采工作中有着至关重要的价值，起着通风换气，排出浑浊气体和有害气体的功用，关系着矿工的生命安全。矿井开采深度的不断加深对通风机的风量调节能力提出了更高的要求。而传统通风系统主要依靠调节风门实现风量调节，然而这样的方法不仅低效，且启动过程也不够安全。在矿井通风设备上运用变频调速技术，进行开环定速运行，可有效控制风量和风压，在降低能耗的同时保证设备的安全。

3.4排水泵

矿井作用过程中需要对矿井水位进行控制，所以需要采用排水泵设备。由于现实中用水量和降水量会导致矿井中的水位不断变化，使水位难以得到有效控制。所以在设置排水泵时，要同时考虑最大涌水量和实际涌水量。而变频调速技术则能实现对排水量的有效控制，可让排水泵处于合理的运行状态，实时调控排水工作状态，分析最大涌水量和实际涌水量，并根据实际要求及时调节排水泵转速。据实践变频调速技术可提高排水泵30%的节能性，在控制效果和节能效果上都有较好的表现。

4结束语

总而言之，传统机械作业方式需要进行变革，而作为极其实用的技术手段，变频调速技术值得在采矿行业中进行推广并运用到各种机电设备上，该技术能提高设备运行的稳定性和安全性，延长设备的使用寿命，并能降低作业过程中的生产成本，提升矿山机电设备的生产效率。尽管变频调速技术已得到了较为广泛的应用，但也要继续对技术作改进并进一步加强该技术在矿山机电设备中的使用，这样才能使我国矿业生产得到不断的发展。

参考文献:

[1]曲治华.机电设备皮带输送机变频调速问题的研究[J].黑龙江科技信息,2014,(35):22-22.

[2]董青青.基于PLC和WinCC的变频调速提升机监控系统设计[J].机械设计与制造工程,2016,45(3):79-82.