变频调速技术在煤炭机电领域的运用研究

摘 要：变频调速技术通常将技术原理作为其探究基础以便进行更深层次的研究，该技术凭借其启停操作中的稳定性、安全性高、耗能低、调速能力的突出优势，根据该技术在行业中皮带机、空压机等各项设备的具体运用做深入分析，以此来体现该技术对于煤矿开采行业造成的较为深远的积极影响，为煤炭机电领域的快速崛起做出不可磨灭的贡献，希望对行业进一步研究该技术提供助力。

关键词：变频调速技术；煤炭机电行业；技术原理；优势；应用

引言

科技水平在新时代环境的驱使下，为迎合人们对于煤矿资源有着较高层次的需求，行业人员发现最新研发的变频调速技术对于煤矿行业各项设备性能的提升有着较为积极的正面作用，有利于设备降低耗能提高安全性。为扩散该技术的影响力，行业人员加深应对该技术的研究力度以达到受惠行业的目的。

一、变频调速设备的技术原理

变频调速设备的顺利运行依赖于电机转速及电源频率的大力支持，用公式的方法来展现则为“n=60f（1-S）/P”，其中n表示该设备的真实转速，f表示作业期间录入的电源频率值，S表示电机转差率，P表示电机磁极对数，假设电动设备正处于同步转速过程中，因作业要求电动机的转速需迅速达到某一数值，该结果的实现则应依赖于电源频率的改变，变频调速技术的实现便是通过该技术原理实现的。

通过调查，变频调速主要分为两类：“交-交”，“交-直-交”，两类变频方式的使用均与频率变化情况、电压数据有着分不开的联系，且操作中应对电机转矩、磁通等设备做实时监控处理。控制方式主要包含DTC、VC、V/F三种形式，根据资料显示，前两者控制形式在日常作业中较为常见且调速区域较广，而后者不仅具备操作简洁的优势，并且所消耗的成本较为低廉。然而控制方式的选择还应合理化参考作业中的具体情况，只有合理化选择控制方法才能达到安全平稳地完成各项作业的真实目的，为行业的整体发展奠定基础。

二、突出优势

（一）设备启停稳定

据调查，当前变频调速设备的启动与停止均采取的是软操作的方法，然而软操作的方式存在部分不可避免的弊端。首先软操作所需的电流强度较大，且由于煤炭开采行业中配备的供电系统较为庞杂，假若操作中供电间距过长，则该操作所需的功率值也是较高的。另外实际操作中，启停操作会不断进行，然而系统内部电流情况却处于浮动阶段，该操作的反复进行会造成较为严重的后果，例如设备烧毁等等。而应用变频调速设备则可以帮助煤矿工程改善外问题，使得设备在启停操作中，电流始终处于较为稳定的状态，减小操作中需消耗的功率，为工程顺利进行提供保障。

（二）良好的调速能力

变频调速器具有较为优越的控制电流变化的能力，可以将启动操作所产生的电流控制在较为合理的范围内，与此同时对电动机中出现的各项数据值进行有效整合及使用，致使设备完成在较短时间内顺利启动的目标。根据电动机设备的真实运行情况，对速度进行合理化调节以保障设备始终呈现平稳高效的运行状态。变频调速设备拥有优于软操作的突出优势，首先设备在回流等操作中所损耗的能量明显比软操作所消耗的能量低，其次该设备自带自动补偿属性，帮助设备降低不必要消耗，间接导致电资源利用频率的升高。

三、具体运用

（一）矿井提升机

在煤矿生产过程中，使用矿井提升机的目的是及时传输作业材料与相关作业人员，可以说该设备是煤炭机电领域操作中最为常见的装置。变频调速技术未投入使用前，该设备的调速主要通过电阻的控制来完成，然而该操作存在许多弊端，电阻产生作用时会释放大量热能，且自身不具备较好的散热的能力，为机电设备的安全留下隐患；其次电阻材料的调速受到一定程度的制约且可实行性较差。而通过上述对变频调速技术的解析不难发现，该技术可以有效解决上述弊端，从真实意义上解决了调速问题，从而进一步为煤炭机电设备的安全高效运行提供保障。

（二）皮带机

皮带机在煤炭机电领域的使用次数也较为频繁，它在作业中的主要任务是及时将矿井中的煤资源运送其特定区域。根据调查可知，皮带机的运作驱动力是由它与其他物质的摩擦所产生的，然而作业中皮带机需要较大的功率才能实现它的顺利运转。皮带设备检测过程中，常见问题有设备老化、皮带损伤等问题，这些问题的出现对于皮带设备的安全运行发挥出一定的消极作用，同时一定程度上加大后期维修负担。不仅如此，皮带设备中存在名为液力耦合器的部件。设备的长期使用会增加其产生耦合器漏油现象的概率，变频调速技术的加入对增强皮带坚固程度、增强皮带适应性均起着较为积极的影响，通过该调速技术实现低成本高效率的最终目的。

（三）煤矿通风机

通风机的有效使用对于整个领域的高效运行亦发挥着较为深远的影响。由于时代的不断进展，人们对煤炭资源的要求不断提高，因此在作业中实时控制风量是尤为必要的，而风量的控制则主要依赖于通风机的正确使用。变频调速技术的应用能够帮助作业人员根据当前情况对风量进行合理化调节，为安全稳定地作业提供坚实保障。

（四）空压机

若要论煤矿机电设备中哪个设备的耗电量最大，则非空压机莫属。由此可见空压机的使用对整个开采系统的意义。据科学统计，其耗电量随着矿井深度的增加而增加。在具体作业中，空压机的压力是其耗电量大的根本原因。从功能来讲，空压机的功能是将煤矿作业中所产生的气体始终维持在较为合理的范围内。变频调速设备的使用作为该设备运行的最大驱动力，其发挥着调节压力、调整电源参数的作用，由于各项调节的有效性，保证作业中空压机的有效施行以达到降低耗电量的目的。从上述分析可以看出空压机与变频调速技术的有效结合不仅能够确保空压机得以高效稳定地运转，对于其噪音影响力、耗电量、能耗也具备一定的削弱作用。

四、未来展望

经过研究所得，变频调速技术可以广泛用于煤矿行业的各项作业中，例如上述的空压机、提升机、排水泵等等，可以说该技术的出现在煤矿行业内部刮起一股风潮，行业就该技术的应用产生较大范围的关注度，该技术帮助改良原有变频设备的性能，作业中的耗电量出现显著性的下滑趋势，满足国家对新时代煤矿产业的高效节能的需求，科技创新的革命仍在继续，对设备中变频调速技术的不断优化，促使煤矿产业中煤矿资源及各类相关产品的应运而生，吸引更多的煤矿开采单位投入使用该技术以实现煤矿行业一直所追求的“科技兴煤、科技兴安”的根本方针，通过各种手段不断推广该技术以达到提高使用频率的根本目的，随着该技术的大范围推广，采取较为先进的各项设备对煤矿行业进行整改，消除原先产业发展中所存在的部分缺陷以保证行业科学化发展，从根本意义上实现煤矿行业的现代化管理及以安全为本的煤矿开采理念。

五、结束语

綜上所述，由于变频调速技术具有较为突出的优势，因此可将其大范围运用于行业中空压机、排水泵、通风机、皮带机等各项设备的操作中，很大程度上解决煤矿行业中各项设备所存在的弊端，从而实现煤矿开采作业质量的大范围提升，由此可见该技术在行业中的贡献是较为巨大的，研究人员应深入研究该技术，尽可能将其应用于其他设备的运行过程中，增强其影响力，为煤矿行业的健康发展及经济效益的增长提供有力保障。

参考文献

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作者简介

聂晓非（1995-）江苏省南京市人，民族：汉 学历：本科在读 研究方向：电子信息。

（作者单位：南京邮电大学）