矿山机电设备变频控制技术原理及应用研究

引言

现在使用的变频技术是一种使用电子技术和微机技术相结合的一种技术，主要应用在矿山机电设备上，对于矿山的作用是非常重要的。如果没有变频技术，会造成矿山的许多浪费，特别是电力方面。有了变频技术，在矿山开采时相关的通风、压力，等各个方面都可以节约大量的能源，可以有效地控制浪费，更好的实现效益，最重要的是使变频设备可以更长时间的使用，增加使用的寿命。

1. 原理和发展

在我国，煤矿行业得到了非常大力的开采这也就使得我国煤矿资源大大缩短，让开采煤矿的各个企业之间的竞争力度大大增加，使得越来越激烈。要说用电量比较大的企业，煤矿行业是名列前茅的。一个优秀的企业要想保证长久稳定的发展，就必须要提升自己的企业的综合竞争能力，在这其中，机械设备的节能减排和污染排放程度至关重要，在企业的综合竞争力当中占了极大的一部分。现在的大多数机械设备当中，都使用了变频技术，变频技术可以有效的保护环境、减少污染、保证节能减排，对于一个企业提升企业的竞争力来说，是非常有效的措施，只有提升了企业的综合竞争能力，才能保证企业的长久发展。目前来说，我国的煤矿业开采当中用电量最大的就是各种机械设备，用电量可以达到总的用电量的70%以上，而变频技术的使用可以有效地减少这个数量，这也就说明了变频技术的潜力，变频技术肯定会得到有效的发展。而且，变频技术的使用也为煤矿行业的生产带来了巨大的效益，对于整个行业来说拥有十分重要的意义。

其实，变频控制技术的原理非常简单，就是一种调速变频的处理技术，使用电子技术和各式各样的微机处理技术和传动技术，把机械设备自身的电能和外界不相同的电能一起进行处理的这种过程就叫做变频控制技术，也可以理解成为使用半导体把电源的频率转换成为不同的频率来使用。在实际的使用过程当中，就是把矿山当中的设备使用的交流电或者其他的交流电改变成为直流电，再使用逆变器改变频率，实现改变，而且要把交流电当成是一种驱动，以此来满足调速的需求，并且达到了没有多余消耗的调节方式。通过使用变频控制技术来调节矿山上的机械设备的负载，以此来达到自动调节的效果，从而保证矿山上开采的效率和功能消耗。因为这些年的变频控制技术不断的发展，使得变频技术得到了有效的升级，比原先可以更好的、更有效率的达到调速的目的，比起原来更好的管理使用，而且自动化也更加先进。

2. 应用效益

随着社会经济的不断发展，我国的变频控制技术也得到了大大的提升，以外国变频技术为基础，我们不断的创新，不断的改进，实现了一次次的重大突破。我们把变频控制技术使用到了开采矿山的工作当中，使我国的矿山开采工作得到了大大的提高，使用变频控制技术之后最明显的提升就是安全性，从而达到了保证人员安全的目的。对于开采矿山作业来说，安全是最为重要的，加入变频控制技术之后，可以为整个系统提供更加安全、更加有效的运行模式。通过自动化的控制，更好的提高了机械设备的自身的安全性能，通过这些方式可以有效的避免一些安全事故的产生，避免出现一些严重的安全事故。使用变频控制技术还可以有效的保证机电设备在使用的过程中的稳定性，保证整个系统和设备一直是在正常和准确的状态下运行。最重要的是使用变频控制技术可以有效地减少能源浪费，减少消耗，一方面符合现代的发展要求，另一方面又可以为企业节省资源。

3. 具体应用

(1)提升设备

在矿上开采工作开展过程当中，提升机属于核心的设备，拥有着不可替代的作用。提升设备的主要作用就是在运输各种材料的过程当中起到了承载的作用，像我们以前使用的这种设备都是采用金属电焊的方法接入，然后使用鼓型控制器来达到目的，达到我们想要的效果。但是通过这种方式会造成很大的损耗，特别是在电能方面，直接影响了提升机在运输方面的整体效果。但是，当变频技术使用到提升设备当中之后，这些问题得到了非常大的改善，各方面的性能和系统都得到了完善，提升了整个设备的效能，通过更加完善，更加平稳的方法，达到我们想要的效果。而且非常有效地减少了设备的损耗还有磨损，也使得设备不易发生故障，也使得设备的使用寿命大大增加，有效的提高了工作的效率，而且经济效益也可以得到提高。

(2)皮带

要说在整个矿山开采过程中功率最大的要数皮带的运转，皮带机电设备是一种高电能设备，变频控制技术在这方面的使用也是最为重要的。皮带的运动过程主要就是通过轮毂依靠摩擦来带动运动，也是通过其自身的张力变形来运动，使用变频控制技术，主要就是处理他自身的处理不均匀而造成的整个系统不协调。如果皮带自身上下协调的活动不均匀，而且一直这样会导致电源承受不了而造成跳闸，而且如果皮带没有足够的稳定性，经常位置偏移，对矿山作业的整个系统都会造成很大的影响，其自身也会遭受到破坏。所以，皮带在自身的运行过程当中，要尽量保证其平稳和稳定性，尽量不要造成其摆动不稳定，改变了这些之后，在某种程度上也可以说是节约了电能方面的损耗。

(3)通风机

在整个矿山作业过程当中，变频控制技术在通风机当中的使用也非常的广泛。变频控制技术主要就是应用于通风机当中的主要风机，保证整个通风机的安全运行，尤其是现在通风机在整个矿山开采的运行当中对于功率的使用非常高，也就显得变频控制技术的重要性。当使用了变频控制技术之后，可自动的根据需求进行调节，有效地减少了在电能方面的损耗，而且使用的效果十分的明显。而且在很多的情况下，通风机的运行都是非常的低，这也就大大的减少了通风机自身的运行强度，大大加强了通风机自身的使用寿命，减少了很多不需要的维修。

(4)排水泵

对于整个矿山开采的工作来说，排水泵是至关重要的一个环节，它担任着整个矿区的排水工作，而且并不是说它的排水工作是定时定量的。在不同的季节，不同的时期，他的工作效率都是不一样的，这也就造成了在很多方面会出现不必要的电能损耗，所以对这方面的变频技术改良是重点，使用改良后的变频控制技术之后，这些问题都得到了很大的改善，而且在电能方面至少提升了30%。

(5)机电设备变频控制技术的问题和表现特征

对于现在使用的设备来说，最主要的故障有断裂，开裂等等一系列的故障。而且这些故障在发生时会有三个阶段，可以分为早期、偶然和损耗，如果在早期时就对发生故障的设备进行有效的维修，可以大大的降低以后发生的故障率。

(6)全面提高

当我们掌握了变频控制技术，就可以完美的把它应用到开采用的机电设备上，以此来达到自动进行调节增加或许减速的目的，这样才能使矿山上的经济效益和工作效果得到全面提升。矢量控制以及转矩控制两者之间的相互配合造就了变频控制技术，实现了自动化的控制技术，把处理数字信号以及集成电路应用，以此来达到提高调速效果，优化各项性能的目的。

4. 现状

我们一直说变频控制技术，其实变频控制技术就是改变电流的频率并进行优化。一般我们进行工作的时候使用的都是交流电，这也就导致我们无法改变其转速，一直都是这样的工作方式，导致了电能被大量浪费，资源得不到合理分配，变频控制技术的应用经历了各种设备的改朝换代，为各个行业做出了巨大贡献。现在我们对于变频控制技术在研究发展的方向上更是初步的实现了自动化，以及初步的人工神经网络等更加科技和精细化的技术，这也就使得整个变频控制技术在综合应用上越来越高，不仅仅只有原来的调速能力，现在还具备了通信等更加完善的功能。

5. 结论

随着现在社会的高度发展，在开采过程当中对设备的要求也不断提升。变频控制技术也面临着巨大的挑战，现在的采矿工作使用的都是大功率和体型比较大的设备，传统的技术手段已经不能满足于现状，不仅仅是效率非常的低，而且在损耗方面也非常的大，在经济利益方面非常的不好。而变频控制技术的使用，对于矿山开采行业来说是技术层面的创新，也是以后发展的方向，会向着自动化等更智能化的方向发展。

摘要：随着我国矿产业的发展越来越迅速，对于机电设备的需求也越来越大，所以对于机电设备的要求也就越来越高，对于机电设备来说，是一个非常重要的挑战，在这其中，变频技术的使用为机电设备各个方面作出了巨大贡献，提供了安全可靠的保障，而且相比较其他的技术，变频技术更加的容易操作，占用的地方也比较小，而且它的速度也可以控制，不同于其他的设备，它可以拆装，而且消耗非常小，比较于其他的设备，它可以大大提高生产效率。

关键词：机电设备,技术原理,应用