矿山机电设备变频技术研究

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摘要：随着科学技术的快速发展，变频控制技术的发展也日新月异。它不仅有着在转速和功率调节等方面上的优势，还有效降低大型机电设备的功耗，减少机械损耗，延长设备使用寿命，被广泛的应用在一些机电设备中。以矿山机电设备中的变频控制技术为切入点，对变频控制技术的原理进行阐述，简要分析了当前矿山机电设备中应用的变频控制技术。

关键词：矿山机电设备；变频控制技术；节能

在倡导节能环保发展理念的新形势下，变频技术本身有着节能、高效、污染少等特点，在机电设备中被广泛的应用。在进行矿山资源开采的过程中，所需要的通风、人员物料输送、气压调节等操作系统都是通过一定的机电设备才能够完成的。将变频控制技术应用在矿山机电设备中去，能够更加方便的将机电设备的使用速度和效率进行转换，并且能够对于能源消耗进行很好的控制，节省能源。不难发现，变频控制技术是矿山机电设备未来技术发展新方向。

1变频控制技术的原理分析

变频控制技术在总体上可以分为电机传动技术、电子技术和微机技术。这三点内容在技术上进行配合，达到控制变频的目的。在技术上来看，变频控制技术都是需要经过交流变频调速处理技术来对电压进行转换的，把工频的交流电压转变为直流电流。在逆变器的帮助和协调之下，把直流的电压转换为能够调节电流频率和电压的交流电压，让其为交流电机进行供电。电机成为了一种能够让电压和电流都能够依靠其进行调速的工作电源，最终能够达到无附加损耗，进而稳定调速的目的，是一种无附加损耗的有效调速方式。变频控制技术的应用，能够利用电机所承受的负荷出现的变化，将调速处理到平稳的状态，并且能够自动的进行同步，进而让当前的机电设备能够大大的提高工作效率。目前，节能减排已经成为了工业发展的趋势。在变频控制的设备上装置一定的智能控制模块，能够在一定程度上提高调速系统的自动化的程度，达到形成一个集合计算机系统、集成电路系统和数字处理器等综合一体的控制模块的目的。在一定程度上丰富了变频控制器的使用范围，并且能够在变频控制设备中增加一定的参数识别的能力，进而将变频器的适用范围扩大，提高工作效率。

2矿山机电设备中的变频控制技术分析

变频控制技术本身对工业生产等有着很重要的作用，不仅能够提高工作效率，还能够降低能耗，节能减排。在矿山机电设备中，变频控制技术的应用日趋广泛。具体表现在以下几个方面。

2．1变频控制技术在传送以及升降设备中的应用

在矿山作业中，机电设备是必不可少的，而机电设备中有超过一半的机器都是用来对矿石、原料、工人以及其他设备等进行传送或者是升降的。所以，传送以及升降设备是矿山产业中必不可少的组成部分。在传统手段中，对升降机进行调速的控制，主要是利用电动机转子电路中进行金属电阻的嵌入，通过鼓形控制器或接触器对电阻进行切断，实现调速的目的。但是在实际应用中，电阻消耗的能源大，并且会产生很高的热量，体现出机电设备散热性比较差。再加上对电阻调速的范围是有限的，精确度不高，在进行升降活动减速运行的时候，容易对设备造成损毁，且消耗大量的电能，造成浪费。变频技术应用在矿山设备中的升降机电路中，就能够更加方便快速的实现升降机的变速效果，并且调速系统中的稳定性能也得到了进一步的加强。利用变频控制技术对后台的程序编译器进行控制，就能够对电控系统中的继电逻辑的预编译进行编辑和完成，保证控制电路能够进行快速的转变。而因为控制电路中的继电器变少了，发生故障的概率也降到最低，减少了对设备的维护和保养工作。且利用更加智能化的人机交互界面，更能够方便快捷的及时发现故障，提高了故障处理的效率。利用设备内置的控制程序，能够对电路进行升级，不需要更换系统内部的各种硬件，真正实现了对设备的柔性控制。而在电路中装置一定的反馈电力设备，更能够节约资源，降低能耗。电气设备的电子化，与传统的机械化设备相比较而言，在一定程度上降低了对设备的损耗，延长了设备的使用寿命［1］。

2．2变频控制技术在通风变压设备中的应用

矿山作业大都是在井下进行的，通风是非常必要的。井下作业需要连续长时间的保障供风的质量，按照不同时间段，通过风机设备适当地对风压和风速进行调整，适应对空气循环不同的要求。随着采掘作业的不断深入，井下的空间不断增加，对空气的压力、流速等要求也越来越高。因此，利用风机调节通风网速是重要的手段之一。利用变频控制技术，根据矿山作业的不同进度设置不同的进风量，从而达到调节风速的的目的。对通风进行智能化控制目的，能够在一定程度上减少矿山机电设备消耗的电能。将变频软启动功能设置在鼓风机当中，可很好地防止机电设备启动时所带来的电流，降低风机在启动和停止的时候出现故障的风险。对风机的转速进行控制，能够在一定程度上降低风机工作时所带来的损坏，延长风机的使用寿命。与此同时，变频控制设备中的智能控制可有效保证所有的风机保持同样的速度，防止在井下巷道内形成风阻，保证通风效果［2］。

2．3变频控制技术在采掘设备中的应用

矿山的采掘设备都是大功率的设备，所以，其变频调速的系统中，已经从原有的一对多的控制方式，发展成为现在的一对一的方式。当前变频控制技术的发展情况来看，交流变频调速的技术已经在矿山采掘设备中得到了很好的应用。尤其是在采煤机中的应用，我国当前已经开发出了能量回馈型的四象限运行交流变频控制技术，这也是在这一范围内的最高水准。能够在提前设置的额定转速的前提下，达到固定转矩调节的目的，并且能够对超出额定转述的功率调节和变频器之间的控制和转矩之间进行控制。根据当前国内的四象限电牵引采煤机的现状来看，我国的四象限变频器最大的优势就是能够将制动力矩进行调节，同时，还能够保证牵引的速度处于稳定的状态内，防止矿山机电设备出现下滑、跑车的问题。简单的设备结构和简单的操作，更能够让其与现实中复杂的环境相适应［3］。

3结语

变频控制技术的不断发展，为矿山机电设备提供了便利的条件。而矿山机电设备又为变频控制技术的发展提供了应用的平台。根据矿山机电设备在矿山中的应用情况来看，变频控制技术主要是在矿山机电设备中的运输升降设备、通风设备以及采矿设备中有很好的应用，有效提高了各机电设备的运行性能，降低了电能损耗。在未来的发展中，变频控制技术能够更好地为矿山机电设备服务，不仅完善变频调节功能，还起到节能减排效果，有效推动企业经济发展，也能够为其他行业的发展提供技术上的支持。

作者:张慧慧 单位:山西焦煤西山煤电股份公司

参考文献：

［1］王友财．矿山机电设备变频控制技术的应用［J］．内蒙古煤炭经济，2014（10）：119－120．

［2］刘新运．探析矿山机电设备变频控制技术［J］．科技与企业，2016（2）：210．

［3］杜威．矿山机电设备变频控制技术［J］．科技传播，2012（1）：87．