刍议变频控制技术对矿山机电设备运行的影响

刍议变频控制技术对矿山机电设备运行的影响
摘要：如今，迅速发展的重工业形成了大量的环境及能源问题。

在确保社会经
济发展的过程中，人们提出了新能源和资源应用率提升等概念，也应用了一系列
新方法和新技术。

企业在日常生产过程中，应时刻关注机电设备的安全稳定性能，保证机电设备高效的运转，并且降低能源的消耗，成为矿山企业可持续发展、有
效控制能源重要的途径。

本文围绕矿山机电设备中变频技术的应用展开讨论，一
方面有效优化和完善机电设备的运行能力，另一方面增强机电设备的节能功能，
有助于矿山企业在未来的发展中，运用变频技术，转变现有高消耗的发展现状，
为我国矿山机电设备运用节能技术提供参考依据。

关键词：变频控制技术；矿山；机电设备；运行；影响
前言：
我国蕴含丰富的矿产资源，众多企业在生产过程中，不同的机电设备应用变
频技术，在不断扩大应用范围，既能充分挖掘变频技术的应用潜力，还能使矿产
生产过程中，具备低能源消耗、高生产效率和质量的优势，成为我国矿产领域节
能创新发展重要的载体。

借助变频技术，不断优化节能减排方式，力求在生产过
程中，不断提高煤炭的生产质量，并且保证机电设备运行安全稳定，避免人员在
生产中出现安全事故，使矿产生产的每个环节获得良好的经济效益。

1概述
1.1技术内涵
变频技术主要通过较为先进的设备及技术手段改变现阶段的设备工作频率以
达到生产目的。

而这一过程中变频器的主要任务为设备的频率控制，同时变频器
结构较为复杂，组件较多，一般其组成结构为电源、电极、控制面板等。

因此，
有效收集相关组件能够使电动机的运行保持较为高效的状态。

原有的机电设备频
率一般不可改变，其速度也很难被控制，导致设备的运行状态一直不变，也不能
结合矿井的实际情况进行调整，严重制约了矿井生产效率，造成了大量的能源消耗。

使用变频技术后能够使设备的适用性更加广泛，对于矿井复杂的实际生产情
况更加适应，最终在提高生产效率的同时完成节能的任务。

1.2工作原理
变频器的工作原理，实际上可以简化为电流的交换，其过程为交流—直流—
交流。

在其工作过程中，首先整流器将外界电源转化为直流，随后变为频率以及
电压等传输形式，对交流电源进行较为控制，最后输送至发电机完成后续相关工作。

在变频器的电路过程中，主要由逆变、整流、控制以及直流几部分组成。

这
些过程中，直流部分是不可控制的，它主要起到过滤的作用，能够储存能量、缓
冲能量，但这一部分不存在功率。

逆变器一般为三相桥式逆变器，它能够调整脉
冲的相关数值，对于变频器的实际功能控制极为重要，也是整个操作过程的重点
部分。

节能主要通过变频系统调速来实现其目的，关于其调速方式主要为电极对
数的调整。

2变频控制技术对矿山机电设备的应用
2.1在提升机中的应用
在矿井的实际生产过程中，提升机的主要功能为材料以及人员的运输，在整
个矿井的运输过程中占据极为重要的地位。

在过去，提升的方式一般将电阻器接
到转子电路中，随后通过控制器、接触器等将电阻器截流，进而达到调速的目的。

这些过程中经常会出现一些不可避免的事故，如电阻消耗过度、散热达不到要求
等。

而电阻的调速范围相对也较低，最终导致设备整体操作精度较低。

在提升机
减速的情况下，应当保证系统中具有低频电源或直流电源，而这种电源切换很容
易使设备损坏，同时浪费能量，导致矿井的安全系数显著降低，严重制约了矿井
的经济发展。

将变频技术应用于提升机中，可以从本质上避免上述问题，达到无
极调速的目的，提高整体的工作性能。

关于其优势主要体现在以下几个方面:(1)速度以及制动都是通过电气系统进行控制的，有效避免了设备的磨损，其寿命显著
延长;(2)如果提升机是属于负力状态下的，可以通过回馈制动的方式使能量再次反馈给电网，能够节省能量，同时保证安全;(3)对于精度的控制来说，变频器的扩展性能更为优异，其内部程序能够及时对相关功能进行调整，不需要进行大规模的
改进，便于柔性控制。

2.2在通风系统中的应用
在正常的工作情况下，电机很难满足频繁开启及关闭的要求，这种情况下很
容易导致电机电流的损失。

对于其内部零件性能会造成诸多不利影响。

变频器能
够有效实现对风机频率调节，根据实际生产情况及时调节其运行频率，避免不必
要的能量损失。

此外，变频技术能够有效减少事故发生率，在延长电动机使用寿
命的同时保证其容量需求。

为有效保证变频器在井下通风中取得较好的应用效果，应当合理选择变频调速技术，配合节能控制系统，实现井下的通风调速。

然而，
由于井下的空间环境较为复杂，空气流量变化较大，因此一般使用开环控制形式
对其进行控制。

2.3在通风机中的应用
现阶段风机功率的选择已成为矿井安全高效生产的重要前提之一。

通风设备
选用变频调速方式之后，可以根据巷道的实际风量及时调整，避免大量能耗的同
时提高了其通风效率，通过改造风逆变器能够使风机实现软启动，避免了启动电
流过大而造成设备的损坏，同时也能够实现随时的开启及停止。

绝大多数情况下，通风机的运行速度较低，这种情况下能够有效减少设备使用时间，避免了后期的
维护，从而延长其使用寿命。

此外，为了保证整体的生产效率，一般使用两台电
机进行工作，且两台电机的频率一致，从而有效保护整个电路的安全。

2.4在电控绞车中的应用
在电控绞车的控制系统中，变频技术的电压波动范围一般在－15%～+10%之间，其电压的波动变化值应当在 2.5%左右，同时提输出相关的工作参数为660V、200kW、50Hz。

整体的工作周期应当具有可调节且连续的特征，在绞车的控制过
程中使用变频技术能够使整体的承载能力显著增加、负载范围增大，从而有效满
足实际生产需求。

2.5变频技术在流体负荷设备中的应用
在流体负荷设备中应用变频技术，主要优势体现在以下几个方面：首先，有
效调整变频调速装置，使变频调速装置快速适应井下的生产环境;其次，在风机改
造过程中，会增强风机的运行控制能力，使原有的转速降低至有效范围内;第三，
矿井生产环境较为特殊，需要良好的通风环境，通过调整风机的转速，可有效控
制电力的消耗。

此外在应用变频技术过程中，在流体负荷设备的基础上，还不断
扩大应用范围，包括变频调速在给液用泵、矿区给水等，有效缓解机电设备承载
的运行压力，还能提高煤矿的生产效率。

3变频技术在矿产机电设备中的应用展望
变频技术在应用过程中，根据企业的生产方式以及国家矿产能源的生产需求，对变频技术的要求不断增加。

我国现阶段许多矿产企业在日常生产期间，主要在
矿山复杂的地形中进行，选用不同的机电设备，通过合理的配置建立稳定的运行
系统，才能保证矿产生产正常的进行。

在企业生产过程中，不断优化和完善变频
技术，有助于扩大变频技术的应用范围的同时，还能带动机电设备提高运行水平。

所以在矿产企业发展过程中，应积极应用变频技术，使变频技术具有广阔的应用
空间。

4结语
现阶段矿井生产过程中，变频技术的使用仍然处于较为初步的阶段，其在大
型设备中的应用较少。

然而，随着科学技术的不断进步，设备也在不断的革新，
使用变频技术逐渐实现了节能高效的目的，同时现场应用效果较为显著。

在矿井
的实际生产过程中，变频技术能够有效降低能耗，提升企业的经济效益，值得在
后续的矿井生产过程中大量推广。

参考文献：
[1]张伟.变频控制技术在矿山设备中的应用探讨［J］.能源与节能，
2018(01):71－72.
[2]王李鹏.变频控制技术在煤矿机电设备中的应用[J].中国高新技术企业，2015（28）：97-98.。