摘 要：现代煤矿企业一直在大力发展现代化生产模式，并引进了大量现代化、先进技术与设备，在此过程中变频技术开始在现代煤矿机电工程中得到了广泛运用。本文将以变频技术及其应用优势介绍为切入点，对技术在煤矿机电工程中的具体运用展开深度解读，旨在提升变频技术应用水平，保证煤矿机电工程整体运行质量。
关键词：技术原理;应用优势;煤矿机电工程;提升机;变频技术
中图分类号：TM921 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）18-0159-02
随着社会发展对于能源需求量的不断增加，大量煤矿企业开始崛起。为在激烈的市场竞争中脱颖而出，在煤炭行业中占据更大的市场份额，企业纷纷对自身煤矿机电工程展开了优化与升级，期望通过对各种先进手段的合理运用，对工程能源消耗形成有效控制，进而将生产成本控制在合理范围内。在诸多先进手段中，变频技术应用优势极为突出，是现代煤矿企业研究重点内容。
1 变频技术原理
变频技术属于转换技术范畴，通过对技术的运用可将直流电逆变成不同频率的交流电，或将交流电变成直流电之后再将其转换成不同频率的交流电，总之，是对电流频率的转换，不会使电能发生相应变化[1]。将变频技术运用到机电工程之中，可实现对机电设备节能效率的有效调节，会在机电优势辅助下，实现强弱电有效融合，确保机电一体化可以真正形成一个整体，这对于机电工程整体运行而言，极为有利。
技术原理：在对变频技术进行运用时，会利用通断现象影响，使半导体设备内电源转换为其他电能进而对设备运行展开控制，是以转变设备上部存在交流电，将其变为直流电压再运用逆变器将其转换为需要频率的。运用交流电机所产生的LED驱动电源具有较为明显的可调节性特征，电源可按照电动机调速期间具体需要，产生相应电压以及电流，是较高水平的变频手段。同时，技术还可满足能源危机要求，主要是因为电源变动是完全遵从实际情况和真实需求所产生的，可实现速度自动平化提升效果，煤矿开采质量。
2 变频技术应用优势
变频技术在机电工程中的应用优势主要体现在以下几点：（1）调节速度。以提升机为例。传统提升机速度调节多会通过对转子串电阻实施调整的方式完成调节任务，此种调节方式具有准确率低、调度范围小等方面问题，很容易会造成设备损坏，致使设备使用寿命、使用性能受到破坏，而运用变频技术展开调节，可妥善解决以往调节所存在的各项问题，能够达到延长设备使用寿命，保证设备运行状态的目标，优势较为突出;（2）节约能源。以压缩机、风机为例。两种设备均是通过对气门开度进行调整的方式完成流量调节的，虽然具有一定优势，但却存在着电能损耗较大的问题，会使企业经济效益受到一定影响，但在运用变频技术之后，可實现对电力能源消耗的有效控制，可降低企业在各方面资源方面成本投入，达到良好的节能效果;（3）除上述两点外，变频技术也被广泛应用于缩小设备体积以及产品标准化等方面，应用价值较为突出，会对煤矿企业生产、发展形成有效助力[2]。
3 变频技术在现代煤矿机电工程中的具体运用
3.1 提升机方面
矿井提升机主要用于人员、煤炭运输，是煤矿机电工程重要组成。随着煤矿日常生产需求的不断变化，提升机也要随之做出调整与优化，要通过对自身速度进行有效调整的方式，满足工程各项要求。通过对变频技术的运用，技术人员可快速完成提升机电阻值调整操作，可实现对电机运行的有效控制，达到良好的设备速度提升效果，设备运行会变得更加稳定，生产安全性也会得到显著提升。同时变频技术的运用，也可有效减少对于继电器的使用，可省去维护电路设置环节。而借助变频技术精准控制优势，也可实现对电路的科学修改，能够达到切实改善提升机性能的目标，可通过对速度实施控制的方式，降低设备摩擦频率[3]。
3.2 皮带设备方面
实施煤炭开采时，应保证皮带设备运行频率能够始终高于提升机运行频率，以保证整体生产顺利进行。作为煤炭运输重要设备，皮带设备会通过相互间摩擦，完成一系列物资运输任务，是煤矿生产重要设备之一。由于皮带设备在使用过程中需要大量电能作为支持，所以设备在运行过程中很容易会因为电路中所产生的较大负担与压力，致使设备出现严重损伤。同时因为皮带是运用摩擦力展开运输的，长时间的摩擦会产生较大热能，在热能达到一定范围时，便会使设备受到影响，所以做好设备运行控制是极为必要的[4]。鉴于此，技术人员可通过对变频技术的运用，对皮带设备运行期间所产生的热能展开控制，以在解决能源浪费问题的同时，做好煤炭开采安全性保护。现阶段，国内机电工程多是运用液力联轴器启动皮带设备的，电路电压问题以及热能问题较为凸出，所以可运用变频技术替代液力联轴器展开皮带设备启动，这样不仅能够保证设备启动效率与性能，同时还可不断提升设备运行稳定性，能够妥善解决设备能源利用等方面问题。
3.3 采煤机方面
由于煤矿开采整体环境较为恶劣，所以采煤机在使用时需要保证自身性能，以保证各项开采工作顺利展开。采煤机整体系统较为复杂，是采煤环节关键设备，如果在开采过程中机械设备发生故障，便会使开采工作开展受到直接干扰。为妥善解决这一问题，可通过对变频技术的使用，完成采煤机变频调速系统建设，以通过对调速系统的合理运用，及时按照采煤环境以及设备运行状况，做好设备运行速度调整，进而将设备故障发生概率控制在最低，达到预期煤炭开采目标[5]。目前，能源回馈型四象限变频器等变频技术设备已经在电牵引采煤机中得到了广泛运用，此举不仅有效提高了采煤机整体科技含量，同时也实现了对采煤机运行的有效保护，为设备健康、高质量使用奠定了良好基础。
3.4 空气压缩机方面
在煤矿开采中，空气压缩机主要负责风机机电运行动力供给，在此过程中，在交流电作用下，电动机会始终保持良好的工作状态，空气压缩机会通过对上下两点控制模式进行使用的方式，完成一系列工作任务。在空气机缸压和预设压力处于相同数值时，交流电动机工频运行可实现对空气压缩机气阀的自动关闭，在此过程中电动机会保持空载状态，不会消耗较大能量。在空气机缸压力出现下降状况，且压力数值无线接近预设压力时，空气压气阀也会随之开启，会对空气展开压缩，此时电动机会保持在重载状态。
由于客观以及主观等因素影响，在进行煤矿开采时，实际用气量很难与产气量保持相同数值，所以电动机在运行过程中，空气压缩机很容易会出现频繁卸载、加载的状况，会对电动机、电网以及空气压缩机等设备运行产生不良影响。变频技术具有较为明显的易操作、高精度特征，将其运用到电动机之中，并不需要对负载荷实施变动与更改，会按照工艺技术需求以及环境特点，对具体问题展开剖析，进而确定电动机运行转数输出状态[6]。运用变频器实施驱动，可从根本上入手对空气压缩机卸载、加载展开控制，可通过对电机用气量进行调整的方式，完成转速自动调节操作，进而保证供气压力稳定性，确保空气压缩机停止次数可以得到有效控制。
3.5 通风机方面
通风机是井下呼吸系统，是保证井下开采安全开采、顺利开采的关键要素。由于井下环境较为恶劣，煤炭开采环境较为特殊，如果无法保证井下正常通风量，会对开采人员人身安全形成严重威胁，并不利于开采工作开展。通风机是井下重要通风设备，承担着运送新鲜空气、排除有害气体的重任，需要保持24小时不间断运行状态。在具体进行开采过程中，随着作业面深度的不断加深，通风机工作效率要求水平也会随之提升，强调设备需要保持连续、有效的运行模式。但在具体进行通风机使用时，却存在着设备启动难度大、设备运行容易造成机电设备遭受破坏等问题，会对电网设备产生不必要损耗[7]。所以在进行通风机设备设计过程中，可将变频技术科学运用到其中，要借助技术功能对风机运转展开科学控制，进而满足节能环保各项要求，保证设备启动效率、延长设备使用周期。
3.6 刮板机方面
刮板机是综采工作面运输机中的重要组成，由于运输机工作环境相对较为恶劣，所以存在着停车随时性的特征，刮板运动所产生的静摩擦力相对较大，尤其是在刮板输送机停机后，运送机仍然会受到一定量的荷载，会造成设备启动困难的状况。同时，设备井下运行会受到空间、电网容量等因素影响，在爆炸性气体和煤尘环境下，大型运输设备重载难启动问题处理难度也会随之提升。
按照设备性能以及以往操作经验，煤矿可通过对变频技术的运用，满足刮板输送机启动控制要求：（1）做好启动电流控制，防止因电流过大而造成电网受冲击等问题，避免启动电流对电机、供电系统造成直接影响;（2）因为运送机在启动时，需要吸收间隙空载进行运动，所以需要保证电机转矩，做好速度控制;（3）在进行静止转为运动过程中，由于电动机转矩需要达到一定数值，才可抵抗静摩擦所产生的阻力，所以适当调大电动机转矩，保证启动转矩平稳程度，确保其能够满足机械特性曲线要求，进而逐步展开加速操作。对静摩擦力形成有效抵抗后，设备负载会出现明显减小趋势，在此过程中电机力矩会再次提升且出现变慢运转状态，可达到平稳启动设备的目标[8]。
4 结语
通过本文对变频技术相关内容的阐述，使我们对变频技术及其在煤矿机电工程中的运用有了更加清晰的了解。各煤矿企业应明确认识到变频技术的重要作用，应增强对技术以及技术应用方式的研究力度，并将其科学运用到提升机、皮带设备以及刮板机等设备之中，实现对机械设备的切实强化与升级，确保设备原有运行问题可以得到妥善解决，进而实现理想化设备应用模式，确保各设备所具有效能可以最大限度在煤矿生产中发挥出来，从而达到最佳煤矿机电工程运行效果，为企业获取到更大的经济效益。
参考文献
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[3] 李雷涛.冗余PLC控制的全自动矿井提升机交流调速系统设计[J].机电工程技术，2019，48（01）：98-101.
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