張憲民

（陜煤集團(tuán)，神南產(chǎn)業(yè)發(fā)展公司，陜西 榆林 719300）

煤礦開采是一項(xiàng)必要的工作，但是在開采過程中，不僅使環(huán)境得到污染，同時(shí)還使能源消耗的總量不斷提升，我國(guó)的一些煤礦企業(yè)也在不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。但是開采煤礦需要應(yīng)用很多設(shè)備，設(shè)備有很多種類，同時(shí)還有比較復(fù)雜的類型，所以在應(yīng)用過程中，需要消耗大量能源，但是變頻技術(shù)的出現(xiàn)，使上述問題得到解決，在煤礦機(jī)電設(shè)備中，使用變頻技術(shù)，不僅可以使環(huán)境污染降低，而且還可以減少能源消耗的總量，但是企業(yè)在使用變頻技術(shù)的過程中，需要考慮諸多問題，如果對(duì)各種設(shè)備不進(jìn)行考量，變頻技術(shù)就無法發(fā)揮真實(shí)作用，所以本文通過翻閱一些書籍，通過對(duì)其進(jìn)行分析，闡述變頻技術(shù)的原理和應(yīng)用，同時(shí)也提出一些使用原則，希望變頻技術(shù)能夠在煤礦機(jī)電設(shè)備應(yīng)用中發(fā)揮出自己的優(yōu)勢(shì)。

1 變頻控制技術(shù)的發(fā)展及原理

現(xiàn)階段，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子技術(shù)和控制理論不斷被應(yīng)用于各行各業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展之中。變頻控制技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，隨著GTR元件和IGBT元件的出現(xiàn)，變頻控制技術(shù)已經(jīng)逐漸成為智能頻率模塊中的重要組成部分。在控制理論的應(yīng)用中，同樣也實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)控制方式的有效改進(jìn)，在實(shí)際變頻器的應(yīng)用技術(shù)當(dāng)中，轉(zhuǎn)矩直接控制方式與矢量控制占據(jù)了重要作用。從新技術(shù)的應(yīng)用上來看，控制方法主要分為模塊自動(dòng)化控制等多種方式，都是作為現(xiàn)代變頻控制技術(shù)中的重要研究?jī)?nèi)容。隨著單片機(jī)的出現(xiàn)，引導(dǎo)著該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展并逐步走向成熟，通過對(duì)數(shù)字信號(hào)處理器的應(yīng)用，成功生產(chǎn)出來具有精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)（RISC），同時(shí)促進(jìn)高級(jí)的專用集成電路在各行業(yè)匯總的實(shí)際應(yīng)用。從功能的角度進(jìn)行分析，對(duì)變頻控制技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)調(diào)速功能的應(yīng)用，同時(shí)可以通過對(duì)內(nèi)置可變程序、參數(shù)識(shí)別等功能的有效提升。通過對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效促進(jìn)機(jī)電設(shè)備朝向自動(dòng)化、機(jī)械化方向發(fā)展，為我國(guó)的煤礦企業(yè)的發(fā)展提供了有效的技術(shù)前提。

2 變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦企業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀

煤礦企業(yè)是一個(gè)較為特殊的行業(yè)，在該行業(yè)中，相比于開采成本，企業(yè)更加重視工程安全。而變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦開采過程中的應(yīng)用相對(duì)較少，所以煤礦企業(yè)并沒有輕易地引入變頻節(jié)能設(shè)備。但是隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展和成熟，一些煤礦企業(yè)也開始嘗試該技術(shù)的推廣和使用。在這些設(shè)備應(yīng)用了變頻技術(shù)之后，不僅能夠大大節(jié)省開采能耗，同時(shí)還在很大程度上改善了設(shè)備運(yùn)行的性能，機(jī)電設(shè)備的使用效率得到了明顯的提升。另外，采用變頻節(jié)能技術(shù)之后，相應(yīng)的設(shè)備無需一直工作在額定狀態(tài)中，降低了對(duì)設(shè)備的損耗，減少了人工維護(hù)和保養(yǎng)的成本，這也是變頻技術(shù)能夠得到推廣的主要原因之一。

3 煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

1）在采煤機(jī)中的應(yīng)用。技術(shù)是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的重要推動(dòng)力。隨著時(shí)代的發(fā)展，人們的需求和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著密切的關(guān)聯(lián)。并且在工業(yè)化的不斷發(fā)展中，越來越多的先進(jìn)技術(shù)被研發(fā)，尤其是在煤礦機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用中，變頻節(jié)能設(shè)備不僅具有節(jié)能的特點(diǎn)，還能提高煤礦生產(chǎn)的效率，促進(jìn)企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。而變頻節(jié)能技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用也是比較普遍的。在傳統(tǒng)采煤機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中通常會(huì)使用“一拖二”的形式，逐漸發(fā)展成“一拖一”。而且我國(guó)能量回饋型四象限運(yùn)行的交流變頸調(diào)速采煤系統(tǒng)也早就處于世界的領(lǐng)先地位，國(guó)產(chǎn)電牽引采煤機(jī)的行走功率也達(dá)到了最大2×110kW，變頻器電壓也可以達(dá)到380V，這樣就可以很好地實(shí)現(xiàn)額定轉(zhuǎn)速下的恒定轉(zhuǎn)矩調(diào)速，還可以將額定轉(zhuǎn)速以上的恒定功率調(diào)速及兩臺(tái)變頻器之間的主從控制和轉(zhuǎn)矩平衡。將變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到采煤機(jī)中可以很好的控制機(jī)器，實(shí)現(xiàn)操作方便、速度可調(diào)節(jié)的目標(biāo)。

2）變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風(fēng)設(shè)備中的應(yīng)用。對(duì)于煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)來說，通風(fēng)系統(tǒng)的耗電量占有很大的比重，這樣就浪費(fèi)了很多的資源。所以說，探索通風(fēng)系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)是非常有必要的。變頻技術(shù)在不斷成長(zhǎng)，變頻技術(shù)被瘋狂地應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)過程中?，F(xiàn)如今，煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)中也逐漸滲入了變頻節(jié)能技術(shù)。變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用，不僅有效地改變了通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并且煤礦節(jié)能問題也迎刃而解。

3）變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦提升機(jī)上的應(yīng)用。提升機(jī)和傳輸機(jī)是煤礦生產(chǎn)企業(yè)中使用頻率和作用有相似的地方，一方面，這兩種設(shè)備本身工作環(huán)境相似，另一方面，這些設(shè)備自身有調(diào)速的需求。提升機(jī)在進(jìn)行提升的過程中需要進(jìn)行速度的調(diào)節(jié)，而傳輸設(shè)備也需要進(jìn)行調(diào)整。但是以往對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)速往往采用串聯(lián)電阻的調(diào)壓調(diào)速方式，雖然這種方法能夠調(diào)整速度，但是其本身增加的電阻也會(huì)產(chǎn)生較大的能耗。通過變頻技術(shù)能夠?qū)⒐l電壓進(jìn)行頻率調(diào)整，通過調(diào)節(jié)供電的頻率進(jìn)一步調(diào)整設(shè)備運(yùn)行的速度。如今這種控制也變得更加智能化，將電機(jī)控制過程中的相關(guān)變化量作為控制型號(hào)，利用微處理器進(jìn)行處理，能夠使得變頻設(shè)備按照條件的變化自動(dòng)調(diào)整電壓頻率。而在傳輸設(shè)備上，變頻設(shè)備以往使用的液力偶合器實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的軟起動(dòng)，但是這種方式會(huì)加速設(shè)備的老化和損壞。而變頻設(shè)備可以保證設(shè)備啟動(dòng)過程中電流的變化幅度很小，降低了對(duì)電機(jī)設(shè)備的沖擊，在節(jié)能調(diào)速的過程中也延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。

4）在皮帶運(yùn)輸機(jī)中的應(yīng)用。在皮帶運(yùn)輸機(jī)中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用也具有極高的應(yīng)用價(jià)值。在煤礦生產(chǎn)過程中，皮帶運(yùn)輸機(jī)是不可缺少的運(yùn)輸設(shè)備，因此對(duì)運(yùn)輸技術(shù)也有著較高的要求。而變頻節(jié)能技術(shù)就可以帶來很好的使用效果，還可以提高設(shè)備的性能，健全運(yùn)輸機(jī)的功能。不僅如此，皮帶運(yùn)輸機(jī)主要是將井下挖好的煤炭運(yùn)輸?shù)降厣?，其中主要是依靠皮帶的摩擦牽引作用，這也是皮帶運(yùn)輸機(jī)的工作原理。與傳統(tǒng)的運(yùn)輸工具相比，應(yīng)用了變頻節(jié)能技術(shù)的皮帶運(yùn)輸機(jī)就有很大的優(yōu)勢(shì)，它可以采用變頻技術(shù)來解決以前經(jīng)常出現(xiàn)的皮帶斷裂、軟化的現(xiàn)象，進(jìn)一步提高工作性能。不僅如此，變頻節(jié)能技術(shù)還能夠減少皮帶運(yùn)輸中的發(fā)熱現(xiàn)象，減少電流的波動(dòng)，從而還能提高皮帶運(yùn)輸機(jī)的使用壽命。變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用可以很好地提高煤炭的生產(chǎn)效率，在各個(gè)方面也能發(fā)揮出很好的效果。除此之外，隨著人們對(duì)節(jié)能環(huán)保的重視，變頻節(jié)能技術(shù)就可以很好地達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。

4 結(jié)束語

煤礦開采企業(yè)面臨著較大的發(fā)展成本壓力，要想企業(yè)在未來發(fā)展過程中獲得更加廣闊的空間，必須針對(duì)開采工作進(jìn)行成本管理。通過使用變頻設(shè)備，能夠極大地降低開采過程中機(jī)電設(shè)備的用電量，從而在很大程度上降低煤礦開采過程中的成本。對(duì)于企業(yè)未來的發(fā)展有著巨大的推動(dòng)作用，也能夠?yàn)槠髽I(yè)贏得市場(chǎng)中的主動(dòng)權(quán)。