变频器煤矿机电论文

摘要：本文在变频器调速节能原理的基础上分析了变频器选型的具体原则和变频器在煤矿机电设备当中的实际应用。变频器应用于煤矿机电设备中后，一方面完善了设备的性能，一方面提高了煤炭的产量，此外还达到了节能的效果。下面小编整理了一些《变频器煤矿机电论文(精选3篇)》，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助！

变频器煤矿机电论文 篇1：

浅谈变频器在煤矿机电设备中的应用

【摘 要】近年来，随着我国煤矿整合形式的深入开展，以前的小煤矿悉数关闭，应允而生的大型矿井发展迅猛，大功率电机用以前普通开关已起动不起来，严重制约着煤矿的发展。然而，变频器的出现和应用，使煤矿发展彻底摆脱了这方面的困扰。

【关键词】煤矿；变频器；应用

0.引言

近年来，随着我国煤矿整合形式的深入开展，以前的小煤矿悉数关闭，应允而生的大型矿井发展迅猛，其大型矿井的机电设备赿来赿先进，功率也随之不断增大。大功率电机用以前普通开关已起动不起来，严重制约着煤矿的发展。然而，变频器的出现和应用，使煤矿发展彻底摆脱了这方面的困扰，因此，我就对我们煤矿在实际生产当中使用变频器与以前的普通开关进行对比，希望大家能从中发现变频器在使用的当中的优势，并加以推广和应用。

隆博矿前身为乡宁县阳塔煤矿，后经兼并重组后与乡宁乌金沟煤业有限公司合并为大同煤矿集团临汾宏大隆博煤业有限公司，隶属于大同煤矿集团有限责任公司，原生产能力为450kt/a，兼并重组后生产能力为900kt/a。现今处于技改阶段，技改设备改造当中地面、井下许多大型机电设备全部应用了变频器，从运行情况来看，效果显著，优势明显。具体情况我在下面将一一和大家探讨。

1.变频器在主扇上的应用

以前，隆博矿使用的主扇是2*110KW，电压660V，起动方式采用工频降压柜起动。此柜起动时起动电流波动大，转矩大，风机的振动与噪音也同样的大，且此柜无漏电、短相等保护功能，对风机的安全运行极为不利。起动速度快、应力大极易导致风机的风叶松动和变形，本矿的风叶就几次出现过根部断裂现象，险些造成事故。由于采用工频控制方式，每次井下需要调整风量时，我们都必须停止风机，将风机拆开对每个风机的风叶进行角度调整，来实现风量大小控制，而此种方法调整出的风量与计算出的风量偏差较大，但也没有办法。自从隆博矿将主扇升级改造为2*450KW，电压10KV，起动方式采用变频柜起动时，才发现了变频器的明显优势，此柜起动时频率从1-50Hz逐步递增，速度小、噪音低、风机起动非常平稳。这样的起动方式不仅有效的减小了风叶起动应力保护了风叶，而且站在风机上感觉不到明显振动的。最主要的是变频柜的过流、漏电、断相、短路等各种保护功能齐全，有利的确保风机的安全运转。风量的调节更是易如反掌，只要在主操作台的触摸屏上按住频率增加或减小按键，变频器就会自动调整风机转速，进而调整风量的大小，此种方式操作简单，再也不用拆开风机来调整风叶的角度了，不仅省时省力，而且调整值相当精确，节能效果明显。另外，此变频器还有一键正、反转功能，当井下出现异常情，需要反风时，只要在变频器的触摸屏上输入解锁密码，按下正、反转切换键。立刻就可实现风机反转运行，整个操作不超过10秒钟，比以前采用工频柜的停机、倒闸、再开机的反风操作程序，不知节省多少倍的时间。

2.变频器在主提升机上的应用

隆博矿原来使用的主提升机为JTP-1.6，132KW，采用是电阻调速功能的控制柜，此柜有体积大、能耗大、故障率高等缺点，且运行当中也不安全可靠。将升级改造后，现用提升机为JK-3.5，720KW，采用高压变频柜控制，此柜功能优势明显，把以前电阻调整控制柜上的问题全部迎刃而解了。具体表现在以下几个方面：（1）提高了提升系统的安全性：原采用转子串电阻的工作方式下，在提升过程中减速段和下放重物的低速段必须依靠直流制动或者机械抱闸提供制动力，然而直流制动系统产生的制动小，机机械抱闸力不足时无法及时制动绞车。采用全功率能量回馈变频调速后，变频器能够输出高达2.2倍额定转矩的制动力矩，其自身能够满足系统的制动要求，要机械抱闸失效或者机械制动力不足时，能够提供足够的制动力对绞车进行快速制动，另外，变频器均匀的加减速控制能够有效避免人为因素导致的绞车减速过晩、高速冲击曲轨和刚性管道的问题，从而大大提高系统的安全性。（2）提高了提升系统的稳定性和工作效率：变频调速采用匀加速控制方式，比切换电阻控制加速更平稳。由于能够始终以最大的安全加速度进行加减速，因此加减速时间更短，最大限度的降低绞车的工作效率。（3）节能降耗：采用变频调速系统后，电机转子被完全短接，避免了转子串联电阻产生的大量的功率消耗，节能效果明显，据相关测试平均节能率高达25%以上。

3.变频器在皮带机上的应用

姓博矿井下1.2米皮带原来使用是QJZ-400的真空起动器，有一次在运行当中突然停电，皮带上压煤较多，恢复供电后司机开启皮带瞬间，皮带从中间变坡点处拉断，造成上皮带连煤带带飞速滑到机尾，险些伤着人员，直接影响全矿停产10个小时。事后经我们分析查找原因，认为主要还是电机重载起动转矩大，速度过快导致的。事后听说太原惠特出的防爆软启动开关，采用变频起动模式，具有起动转矩大，速度慢等优点，我们就抱着试一试心态联系购买了两台，然后安装到井下这部皮帶上，真是不用一知道，一用舍不了。此开关用上以后起动缓慢平稳，重载运行能力很强。不仅解决了我们怕重载起动引起断带的问题，而且发现由于起动慢，我们原来连轴器上隔三差五就损坏的梅花垫，竟然能够用上一个多月。皮带的接头撕开的频率也直线下降。真是太实用了！

综上所述，变频器不仅有着体积小、占地少，起动电机平稳、冲击小，延长设备使用寿命的优点，而且其性能优越，运行可靠，节能高效。在我们这个资源逐渐贫乏，提倡节能降耗的国家。尤其是在整合煤矿技改工程当中设备升级换代频繁，高能耗，低收益的现状之下，更应该得到广泛的推广和应用。 [科]

【参考文献】

[1]李方圆.变频器控制技术[M].北京：电子工业出版社，2010.

[2]张宗桐.变频器应用与配套技术[M].北京：中国电力出版社，2008.

[3]刘立.流体力学泵与风机（第2版）[M].中国电力出版社，2007.

[4]杨德印.变频器实用技术问答（四）[N].山西电子报，2008.

作者：曹国峰

变频器煤矿机电论文 篇2：

谈谈煤矿机电设备中变频器的选择

摘要：本文在变频器调速节能原理的基础上分析了变频器选型的具体原则和变频器在煤矿机电设备当中的实际应用。变频器应用于煤矿机电设备中后，一方面完善了设备的性能，一方面提高了煤炭的产量，此外还达到了节能的效果。

关键词：煤矿机电设备；变频器；选型；应用

1 煤矿机电设备的特点

我国的煤炭机电设备种类多，容量非常大，同时电压指数高，很多均属于重型设备，因此设备的功率也相对较大。设备对于可靠性和过载能力都具有非常高的要求。很多设备在长期运行的过程中均处于低负荷和低效率的运行模式，通常若与电缆的距离较大，则终端用电设备要经过多个等级的变供电所。此外，设备的工作环境较差。我国的很多矿井主要服务于煤矿开采工作，很多设备需要长期在潮湿的环境中运行，同时井下的有害气体含量较高，空间不够充足，井底的温度较高，这也对设备自身的性能提出了更高的要求。设备运行中长时间在井下，所以不利于维修和养护工作的正常开展，如果设备出现故障，需要上井维修，维修所耗费的时间也相对较长。

2 关于煤矿机电设备的变频节能技术

2.1 提升机中变频节能技术的应用

传统的矿井提升机驱动电动机主要采用的是转子电路中的串金属电阻实现机械调速，因为在运行过程中无法保证其安全性，此外还会产生较大的电能损耗，因此该技术已经不再使用。当前，煤矿新建的地面主副立井提升系统、井下暗斜井提升系统普遍应用变频拖动技术，一些系统也积极进行了技术上的改造，副井提升系统在煤矿生产的过程中需要承载多个设备和将井下人员送到井上的任务，作业时所面临的工况具有较大的复杂性，所以载荷差异也比较明显。使用变频拖动技术能够很好地符合实际工况的要求。借助频率变化来调整提升系统的运行速度，同时也能在一定程度上改变驱动电机的驱动力。使用变频拖动技术能够很好地提高系统运行的效率和水平，减少能源消耗，同时电动机的转速和灵敏度也在这一过程中得到了保证，提升机的性能也得到了有效的改进，确保系统运行的安全。将交流四象限变频调速系统与变频防爆提升系统放在一起使用，能够充分利用输入和输出接口对提升机进行远程操作控制，进而保证提升机运行的质量和水平，也促进了自动化设备控制这一重要目标。

2.2 变频节能技术在采煤机中的应用

在采煤机运行过程中，变频节能技术一般通过四象限交流变频装置完成对设备的控制工作。四象限运行交流变频调速具有能量回馈的功能。我国所生产的点牵引采煤机可以在额定转速的条件下实现恒定转矩调速功能，同时还可同时操作两台变频器，从而实现转矩平衡的调节和控制功能。两台变频器中一台是主机，一台是副机，其调节速度快，范围广，操作便捷，能够有效增强采煤机的灵敏度，为智能化采煤操作奠定了坚实基础。

2.3 变频节能技术在带式输送机中的应用

变频节能技术在带式输送机中的应用原理与其在提升机的应用原理基本一致。带式输送机能够有效地实现煤炭的井上与井下运输。带式输送机中变频拖动技术的应用能够很好地根据带式输送机的荷载水平来对输送机电动机的驱动力和运转速度进行科学调整。和传统的带式输送机相比，其采取的核心技术为液力耦合器技术。而与传统的技术相比，应用变频拖动技术后，带式输送机运行的稳定性更强，调速功能更加优越，可有效减少输送其中时所产生的张力，保证其运行的质量，使用寿命也得到了延伸。

2.4 变频节能技术在流体负荷设备中的应用

矿井通风机、空气压缩机和水泵设备均属于流体负荷设备。在通风机中使用变频设备能够按照煤矿的生产需要，同时充分考虑采掘工作面的具體条件来对矿井通风系统的风量和运行参数进行科学调整。矿井排水泵使用该技术后也能够对水泵的运行起到有效的控制作用，从而减少设备维修的资金投入。

3 变频器的选择分析

变频器的类型有很多，不同类型其运行的特点也有着非常显著的不同。根据主电路工作的基本形式，其主要分为电压型和电流型两种。根据开关的方式，其可分为三种主要形式，分别为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器。根据用途分类，其主要分为通用、高性能专用和高频变频器等。在新煤矿设备选型以及对当前煤矿设备开展技术改造时，要充分以电压、功率、负荷类型、运行环境和控制方法等因素为重要基础和前提。

若考虑功率因素，在选择变频器的过程中要保证变频器与电动机功率相同或相近时，其对变频器的运转更为有利。电动机与变频器的功率相差较大时，要保证其对应的变频器功率与电动机功率要保持在相似的水平，从而使二者更加匹配。若是需要经常启动的电动机，在变频器选择上可以选择功率较大的类型。在完成设备的测试后，若出现电动机功率剩余现象，则应选择额定功率小于电动机功率的变频器，此外还要按照瞬时峰值电流来设置电流保护整定数值，避免发生误动现象。若电动机的功率与变频器的功率存在明显差异，则应采用调节程序进行适当地调节和控制，从而达到良好的节能效果。

从变频器负载类型的角度来看，根据负载的实际特点来选择合适的变频器。不同变频器其负载转矩和转速都存在着较大的差异，所以按照机械设备的工况和特点对其进行科学分类主要有三种形式，一种是恒转矩负载，一种是恒功率负载，一种是降转矩负载。恒功率负载通常要选择U/F的控制模式来实现。

高压变频器与异步电动机组成了变频器控制系统，这一系统主要有两种形式，一种是开环控制，一种是闭环控制。前者主要是借助无速度传感矢量和普通功能的U/F来控制变频器。这种控制系统结构相对简单，但是其适应性和精度方面还存在着一定的不足，所以一般不用于高精度的工程中。后者主要是借助速度传感器矢量来完成控制工作，在异步电动机上安装上速度传感器，同时将其输入到变频器当中，进而构成闭环系统，其调速范围更广，转矩控制效果好，因此应用更广泛。

4 结语

煤矿机电设备运行的过程中，变频器是非常重要的一个设备，其选型的合理性会对煤矿工程建设产生非常显著的影响，因此在选型过程中要充分考虑多个因素的影响，此外还要重视节能技术的应用，只有这样，才能更好地保证煤矿机电设备的正常运转。

作者：翟伟涛

变频器煤矿机电论文 篇3：

煤矿机电设备的故障检测与诊断技术

伴随着经济和科技的不断向前发展，煤矿机电设备逐步得到应用扩展对煤矿电气设备的安全管理是整个煤矿安全管理的重要组成部分。加强并完善煤矿机电设备安全管理系统是做好煤矿安全工作的保障之一，有利于避免和减少煤矿井下重大事故的发生。该文主要针对目前煤矿机电设备故障检测进行了分析，进而对煤矿

机电设备维修诊断技术管理提出了合理化建议及相关对策。

在煤矿机电设备管理过程中，机电设备的良好有序运行是保养和维修工作的重点，能够为这些机电设备价值的体现提供保证，也能够为煤矿企业的发展奠定良好的技术基础。然而，现阶段我国各大型煤矿企业实行的仍然是计划经济体制下的管理和维修制度，与国外国家相比，管理水平上存在较大差距，无法满足社会和经济发展的要求。而在煤矿机电设备管理中，应用机械故障检测诊断技术有助于各个煤矿企业吸收先进的机械故障检测诊断经验和技术，提高自身的煤矿机电设备管理水平，从而为煤矿机电设备的顺利使用以及我国煤矿事业的发展提供保障。

2 煤矿机电设备管理中的故障检测与诊断技术

矿用高压异步电动机的故障检测与诊断技术。在煤矿生产过程中，矿用高压异步电动机具有十分重要的作用和地位，其一旦出现故障，就会对煤矿的日常生产过程造成不良影响，并会对煤矿企业造成严重的经济损失。随着人工智能技术和现代信号处理技术的应用和出现，异步电动机设备的故障检测也变得更加简单，且应用效果较为理想。异步电动机常用的故障诊断和检测技术包括磁通检测、电流高次谐波检测和局部放点检测3 种。其中，磁通检测能方便检测出高压电器故障，但对于检测技术要求较高，若信号较弱则检测效果不理想；电流高次谐波检测技术虽不会受到高低压的限制，但操作要求具有专业的检测知识，且方法较为复杂；局部放电检测能方便检测出高压电器故障，但对于低压电机设备故障的检测效果则不甚理想。

通风机的故障检测与诊断技术。研究发现现阶段的通风机械故障检测产品较少，主要包括FJZ 型矿井主风机在线故障诊断与检测仪和FBCDZ 型通风机集中检测仪。通风机故障检测设备的主要特征表现为：多功能接口、16 位监视定时器、16 位定时器2 个、8 个中断源、高速输出/输入接口、10位四通道A/D 转换器、高效的指令系统以及16 位中央处理器。因为现阶段国内对相关的通风机故障检测诊断技术的研究较少，因而可以借鉴的经验较少。

矿井提升机故障检测与诊断技术。提升机是矿井运输和生产过程中最主要的一种基础设备，该设备的正常运行能够为煤矿的正常生产提供保证，并担负着日常矸石和原煤的运输以及升降人员和下放材料的任务。提升机的安全运行会为煤矿的安全生产提供保证，进而对煤矿工作人员的安全工作产生直接的影响。通常认为，提升机故障主要包括“硬故障”和“软故障”两 种。其中，“软故障”主要涉及工况参数。因此在实际运行过程中应对工况参数进行准确测定，并进行相关的处理和分析。“硬故障”主要表现为部分参数超过了正常水平，“软故障”的发生通常是“硬故障”的前兆。由此看来，及时定位检修和预诊“软故障”，具有十分重要的作用，有助于降低“硬故障”的发生率。由于这一故障的发生会对煤矿的安全运行产生直接影响，因而各个煤矿企业应该加强矿井提升机故障的检测和诊断，从而保证其安全有效运行。

采煤机故障检测与诊断技术。与国外较为先进的采煤机相比，国产采煤机整体技术水平仍然较低，主要体现为检测参数无法满足相关要求、检测范围有限等，因而整体检测功能较差。为了进一步提高我国采煤机的整体技术水平，煤炭部已经将“电牵引采煤机故障诊断与检测系统”纳入了“九五”重点科技相关项目之中。现阶段，常用的采煤机故障检测诊断系统包括152.4 mm 检测显示单元、工况故障及检测诊断单元、变频器通信单元等。

3 应对煤矿的机电设备技术故障的对策

要加强煤矿的机电设备的检测与维修的管理。煤矿企业应按照有关部门的规定，定期对机电设备进行检测与维修。其中对于煤矿的机电设备的检测主要包括主提升和主排水，防雷的接地装置和保护供电系统等。对于主提升系统要每年进行检测与维护，主通风在生产使用前，也要对其性能与运用进行检测，特别是在雨季来临之前，一定要对主排水系统进行全面的检测，还要进行排水试验，注重真正的安全及防御工作，全面地实现对煤矿机

电设备的综合治理。另外，要建立一个煤矿的机电设备的监管系统，并采用电脑进行辅助的维护管理，收集操作数据并对其进行分析处理，以便及时地对所要维护的机电设备进行判断，并且要及时把得到的操作数据传递出去。

要完善煤矿的机电设备的质量监督和维护的体制。我们要提前做好煤矿的机电设备的质量监督与维护的预防工作，要在煤矿企业建立机电设备的质量监督和维护的体制，要确保煤矿的机电设备的技术系统全面地规范起来，避免一切可能发生的安全隐患，在购买机电设备的零部件时要对其进行严格的检验，与信誉度好的生产厂商进行合作，对于机电设备的安装问题也要把好关，注意设备零部件安装的顺序，安装好后要对其进行检查，要做到对

煤矿的机电设备的全面的防护。

要加大对煤矿的机电设备的投入。依照国家有关法律法规的相关规定，为了保证煤矿的机电设备的安全运用，对于陈旧的机电设备要进行更换，对于设备的保护设施不全面这一问题，依照国家的相关规定也要对其进行严密的防护，必要时要对其进行更新换代，依据煤矿井的真实情况，定期组织煤矿企业的内部人员对机电设备技术进行检测及改造。为了使机电设备的运行效能有所提升，要采用现代高科技的手段，利用科学

的方法对机电设备进行监控，以确保控制机电设备技术故障的发生，从而使煤矿矿井可以安全、高效地进行生产工作，还要对机电设备的技术监督系统进行合理的优化，综合改善煤矿的机电设备的技术故障问题。所以煤矿企业只有在这些方面加大投入力度，才能确保机电设备技术故障的发生。

在上述所述内容的基础上，各个煤矿企业在煤矿机电设备管理中，还应不断加强对机械故障检测诊断，加强人员在电工、机工等相关领域的培训，从而提高其应急能力和安全生产意识。为不断满足扩大再生产的需要，煤矿企业应不断完善机械故障检测诊断责任制，保证责任落实到人，不断完善和建立煤矿机电设备管理制度，为机械故障的检测和诊断提供制度基础，并注重技术的改造和革新。只有满足上述要求，矿山设备才能安全、高效、正常运行，社会经济才能快速发展。

（作者单位：陕西陕煤蒲白矿业有限公司朱家河煤矿）

作者：薛智斌