变频技术在现代煤矿机电工程中的运用

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1、变频技术在现代煤矿机电工程中的运用郭振华国家能源集团神东煤炭石坨台煤矿运转二队陕西榆林719315摘要：当前，在客观因素影响下煤矿资源存储量逐渐紧张，各煤炭企业自身的经济利润也相对降低，想要在竞争较为激烈的新经济市场环境中具有较强的影响力，煤矿企业应结合吋代发展需求提高对技术更新完善的重视程度，对于煤矿运营成木进行合理降低。通过科学研究发现，煤矿企业在煤炭资源开采工作期间，主要的运营成本为电能。所以，为了对煤矿企业运营成本进行控制需要对电能消耗进行降低。变频技术的引用可较好地对煤矿企业在煤炭资源开采期间的电能损耗进行控制，在提高煤矿开采质量的同时，也提升企业行业

2、影响力。关键词：变频技术；现代煤矿；机电工程；应用1关于变频设备工作原理变频器的基本作用就是将工频(我国50Hz)电源变为电压与频率可调的三相交流电。按变频器的工作原理将其分为交一直一交变频器和交一交变频器两种。交一交变频器是将工频交流直接变换成电压和频率均可控制的交流电。而交一直—交变频器则是先将工频交流电通过整流器变为直流电，然后通过逆变器变换成电压和频率均可控制的交流电。交一肓一交变频器的基木构成如图1,由主电路、整流器、中间直流环节、逆变器及控制电路组成。(1)整流器作用是将三和或单相交流电整流成直流电，其输入为止弦波输出为非止弦波且带有丰富的谐波。(2

3、)屮间直流环节又称屮间直流储能环节用于缓冲与电机Z间的无功能量的缓冲。⑶逆变器作用是将直流电转变为可调电压和频率三相交流电输岀，其输出电压为非正弦波，输出电流近似正弦。交流电动机的同步转速表达式位：n二60f(l—s)/p式中n异步电动机的转速，f异步电动机的频率，s电动机转差率，p电动机极对数，转速n与频率f成正比，通过改变频率f即可改变电动机的转速，变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，变频调速的核心原理是保持电机磁通恒定进而确保电机有效工作从而达到理想的调速功能和经济效果。变频调速核心有两种，一种是“V/F控制”,特点是简单实用、使用广泛、性能一

4、般，其主要原理是通过保证输出电压及频率恒定就能近似保持电机磁通恒定，但低频时定子阻抗压降会导致磁通下降，此时需将输出电压适当提高保持磁通稳态。二是“矢量控制”，其特点是性能优良、可与直流调速相媲美。其原理是采用矢量坐标变换来实现对异步电机定子励磁电流分量和转矩电流分量的解耦控制从而保持电机磁通的恒定。2现代煤矿机电工程中变频技术的运用2.1通风机方面煤矿开采在实际生产过程中，自身有特殊的性质，在所有设备中，与之相关的通风设备和其他功能发挥着至关重要的作用。在实际煤矿开釆的过程中，首先要确保开采现场的空气较为顺畅，同吋在整个开采过程中，相关通风设备要长期处于正常工

5、作的状况。随着我国科学技术的不断改革创新，通风设计方案在煤矿开采行业大不相同，这样导致实际操作过程中的难度显著提升。其次，风机在更换过程中，一般情况下就会搁置传统风机，导致资源得到显著浪费，并且在一定程度上对设备使用效率会造成严重影响［4］。变频设备应用于通风机能有限改善传统风机运行情况，有效避免作业的重复，并U能够良好解决相关的通风问题。但是传统通风机应用于相关作业的开釆，煤矿企业需要在实际使用时对大多数通风机进行更换，导致大量人力资源以及时间得以浪费，并且会严重影响矿井通风效果。除此之外，在通风设备中应用变频技术能确保在整个煤矿开采时，仅仅需要一台通风机即可

6、，不仅满足通风要求，同时也提升设备的使用效率。2.2空气压缩机中变频技术的运用煤矿风机在实际运行期间通常需要对空气压缩机等设备进行使用，并需要其长时间进行工作。当前，在使用空气压缩机时需要对上限与下限进行规划，若交流电机在运行期间高于空气压缩机的上限，则会导致空气压缩机自动关闭进气阀门。这时压缩气体的形成停止，致使电动机进入到空载形态，导致资源浪费现象较为严重。相反，对小于其下限吋，空气压缩机将自动打开进气阀门并对空气进行压缩，致使电动机进入到重载状态。在实际运行期间，不能较好地对控制需求情况进行预测，因此空气需求情况与生产量之间缺乏统一性，致使供应缺失以及资源

7、浪费现象的发生，其中在空气压缩机更换频率较高影响下致使其岀现损伤。将变频技术在空气压缩机屮进行使用，可对空气生产量进行科学控制，并避免频繁更换空气压缩机致使其发生损坏现象的发生。在对变频技术使用期间，空气压缩机设备操作更为简单，精准性也相对较好，维修难度也相对较低，在实际运行期间不需要人为对空气压缩机进行改动，根据各种煤矿开采需求可对使用频率预先设计。变频技术的运用对以往空气压缩机卸载与加载供气控制模式进行优化与完善，利用对电力用气量的调整对转速进行控制，确保空气压缩机运行效率的提升。2.3提升机对变频技术的运用提升机在煤矿机电工程中使用较为广泛，其在煤矿开采期

8、间主要起到对货物以及工作