矿山机电设备变频控制技术原理及应用研究

李显

新疆中矿智汇矿业科技有限公司 新疆 乌鲁木齐市830000

摘要：矿山机电设备在矿山开采中具有重要作用，但也会产生大量能源消耗，如何减少这些能源消耗是采矿行业需关注的问题。在此背景下，可将变频控制技术运用其中，这能有效减少能源的消耗，还能在一定程度上保护周围的环境，实现良好的节能功效。

关键词：矿山；机电设备；变频控制技术；原理；应用

1变频控制的基础原理

变频控制其模式是交流电与直流电互相转化，基本原理是在电能不变的情况下，对电流频率进行改变，以便控制电机运行和转速。变频控制基本原理包括整流原理和逆变原理的内容；逆变原理是为了改变电压，技术人员会构建一个桥式逆变电路，对电路中的开关开合进行控制，当电压到达一定程度后，电流频率会发生改变，实现逆流。整流的基本原理是为了改变电流频率，利用整流电路中的开合开关，让交流电转化为直流电，如此便能实现整流。

2变频控制技术应用价值

变频控制技术在煤矿生产中的应用具有重要意义。第一，有助于能耗的降低。随着我国经济的发展，人们生活质量的提升，能源消耗的速度越来越快，煤矿行业间的竞争激烈程度也日益突出。煤矿行业想要在市场竞争中行稳致远，就应该进一步提高能源供给，在生产作业中提高效率降低能耗。对于煤矿生产而言，机电设备是最能够消耗能源的，其消耗的电量超过了电力消耗的三分之二。通过将变频设备与机电设备的融合，可以在很大程度上节约低电力的消耗。第二，有助于机电设备使用的安全性以及年限的延长。在进行煤矿的开采作业时，出现安全事故的主要原因是生产和运输设备使用不合理造成的。将变频技术应用到生产运输设备中，可以保证机电设备的输出功率与生产作业相适应，能够提高设备运行的稳定性，降低安全事故发生的概率，同时对于机电设备也能够起到一定的保护作用，延长机电设备的使用年限。

3矿山机电设备变频控制技术原理及应用

3.1在煤矿皮带输送机上的应用

在煤矿生产过程中，皮带输送机起到的作用是传输物料。想要让皮带转动，需要一定的张力，让皮带可以稳定的运行。运输机主要依靠摩擦力实现驱动。但是在摩擦的过程中会生产较多的热量，这会对皮带造成一定损伤，减少皮带传输机的使用年限，也会影响到传输机的运行效率。针对这种情况，可以利用变频技术解决。变频技术可以针对于传输设备上的物料的数量和重量，进行频率的调控。这样可以优化传输机的运行过程，同时能够有效调整转矩，在电机启动时，电流的干扰作用会大大降低。将变频技术应用到皮带传输机上，解决了传输机热量过大的问题，提高了传输效率，同时也实现了能源的节约。该技术在传输机上的应用原理和提升机类似。在系统的皮带传输机中，使用的基本上都是液力联轴器。液力联轴器的显著优势是启动和运输都较为平稳，但是使用时间增加，摩擦力一直处于较大的状态，皮带断裂等情况经常发生，容易损坏设备，甚至带来安全问题。但是将变频技术和传输设备的结合，改变了启动电流波动，解决了发热严重的问题，让传输机可以实现高效的传输，可以在一定程度上延长设备的使用年限。

3.2适用于提升机

煤矿开采过程中提升机起到了至关重要的作用，对传统运行技术来说，控制方法一般通过调节金属材料里的电阻器来调节交流接触器，或是鼓形控制板中断电，从而达到对升降机转速做出调整。变频控制系统运用于提升机的主要研究内容如下：一是应用过程中将编程器和变频控制技术相结合，在编写特定指令时，对变频控制形式进行调节，并对电控系统继电器之间存在逻辑关系进行有效控制。同时变频控制器运用到提升机上，也能实现电路图和梯形图的精确变换，确保提升机的平稳工作。二是变频控制技术运用到提升机上，只需利用少量外部线路就能对继电器进行控制，同时该方法能有效地降低机电内部继电器的个数，使提升机内部故障较多，空间狭小的状况得到进一步改善，给机电提供了一个良好的工作环境。

3.3在通风设备中的应用

变频控制技术运用到通风设备中具有重要的意义，通风设备用在矿山开采中，能保持井下空气的流通，排出有害气体，让矿工呼吸到新鲜的空气，保证他们的生命安全，展现“呼吸”的价值。当前，一些采矿企业为了开采到更多的矿石，会加大开采的深度，这对通风机有着更高的要求，功率要强大，能满足矿井开采的实际需求。针对这一点，可将变频控制技术运用到通风机中，它能根据风量调节通风机的功率，让其保持在合理的范围内，节约电能，延长通风机使用寿命。在通风设备中运用变频控制技术也能让设备中的电流得以有效降低，更好保护矿井设备和其他配套设施，如此，采矿企业便不必将大量的资金投入到设备维修中，能有效地减少生产的成本。

3.4变频技术在采煤机中的应用

采煤机在煤矿生产的过程中至关重要，其与电气、液压等系统都存在一定的联系，将变频技术引入采煤机中能够使得开采效率得到很大提升。从构成上来看，采煤机主要由三大部分组成，即切割部分、装载部分和行走部分。对采煤机的切割部分进行研究，需要结合具体的生产环境来进行改进，以实现采煤机在相应的工作环境中效率最高。一般来说，大型开采工作面所需要采煤机的输出功率较高，主要是为了提高开采效率，使得煤炭被尽快采入装载部分；对于一些小型开采工作面而言，所需要采煤机的功率相对较低，在满足开采需求的前提下，达到节约能耗的效果。对于采煤机的装载部分来说，功率的大小应当根据采煤量的大小来调节，一般来说，需要保障装载速度与采煤速度相符。例如：将APLH型变频器应用到采煤机中，可以使得设备的工作更加智能化，进而有效实现该设备的四象限运转。此外，加装了该变频器的采煤机在生产过程中，其整个电路能够得到很好的保护，且能够对设备的输入输出位置进行监测。这种控制设备可以使得煤矿生产过程中设备的智能化、自动化程度更高，可以更好地适应不同的生产模式，进而提高生产效率。

3.5变频技术在空压机中的应用

螺杆式空压机的运行原理主要是利用加减载交替的方式，加载的情况下往管道内加压通风，减载的情况下通过电动机空载来运行，也就是说，减载过程所消耗的电能并没有做功，所有的电能都被浪费。在对电动机进行控制时无法直接对其转速进行调节，只能利用改变其频率的方式间接控制转速。而变频技术就是利用这一原理来工作的，通过频率调整控制电动机的转速，进而对空压机出风量进行控制，达到控制管路压力的目的。

3.6变频技术在井下水泵中的应用

井下水泵的控制方式一般是通过对管网阀的辅助调节进而控制水泵的流量，但这样做水泵的转速是恒定的，电能消耗并不会因为水流量变小而变小，在成本方面投入较大。若引入变频技术，可根据水泵的实际流量实现对水泵转速的调节，有效降低能耗。

4结语

综上所述，采矿业是我国的重要产业之一，在不断发展的同时，对机电设备性能的要求不断提升，为了降低消耗、调节功能、保护环境，可将变频控制技术应用到矿业开采机的各个工作环节中，保障矿山机电设备的安全运行，提升采矿的效率，促进我国采矿业的发展。实现这一目标，需要矿业工作者对这一技术有正确的认识，能够充分应用，积极引进，充分展现它的作用。

参考文献

[1]崔庆美.矿山机电设备中变频控制技术原理及应用探析[J].世界有色金属，2021（18）：36-37.

[2]戚新军.矿山机电设备变频控制技术原理及应用研究[J].中国设备工程，2021（09）：224-225.

[3]权凯亮.矿山机电设备中变频控制技术的应用探究[J].当代化工研究，2021（06）：118-119.

[4]刘广权.矿山机电设备变频控制技术原理及应用研究[J].当代化工研究，2020（01）：121-122.

[5]蓝学，胡亮亮，黄德位.矿山机.电设备变频控制技术原理及应用研究[J].科技风，2019（13）：159-160.