矿用机电设备范文

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一、前言

煤炭机电设备是井下主要的输配电、瓦斯抽放、排水救援和安全生产的主要设备，也是煤矿安全生产的动力来源。煤的产量直接决定煤矿企业的经济效益，机电设备的管理水平关系到煤矿井下的工作效率，对煤矿企业的经济效益有重大影响。煤矿机电设备良好管理不仅能保证煤矿安全生产工作的顺利开展，还能提高井下工作效率和企业经济效益。目前，国内一些煤矿企业对于矿用机电设备管理工作不重视，直接导致在安全生产过程中机电设备经常出现故障，影响井下安全生产工作的顺利进行。重视矿用机电设备管理工作，开展矿用机电设备管理方法的研究，加大矿用机电设备管理力度，对于保证井下安全生产、提高工作效率具有重要的意义。

二、矿用机电设备管理现状

2.1 矿用机电设备管理制度不完善

按照现行煤矿质量标准的要求，煤矿井下至少应该具有十几种安全管理制度，但部分企业热衷于提高产煤量，不重视井下机电设备的管理工作，机电设备管理制度陈旧，甚至没有专门的机电设备管理制度。矿用机电设备管理工作只限于形式工程，不能及时发现机电设备的安全隐患。

2.2 矿用机电设备老化

一些煤矿企业为了节省设备成本，在机电设备及其管理上投入资金过少，一些机电设备老、旧、带病运转，安全和保证设施不健全，与“煤矿安全规程”要求差距较大。比如一些企业仍然使用老绞车、老风扇和非阻燃胶带等，导致矿用机电设备运行效率低、安全系数下降，存在较多安全隐患。

2.3 矿用机电设备监察力度不够

煤矿井下作业具有开采环境复杂、工作强度大、专业性要求较高等特点，这个给监察工作增加了强度和难度。有些监察员来源于基层，安全意识淡薄，综合素质和专业水平不高，不能胜任监察工作的重任。部分监察工作开展过程中，没有对各个机电设备的性能参数进行检查，不能及时发现机电设备的安全隐患。另外，由于监察人员责任心不强，对于机电设备的小故障不加重视。

2.4 从业人员专业水平低

煤矿行业属于高危、艰苦行业，学习矿用机电设备的人较少，导致矿用机电专业人才欠缺，人才流失问题严重。现阶段很多煤矿企业从事煤矿机电管理的人员队伍文化程度低、专业素质水平低，也不注重学习，导致业务能力不足，遇到机电设备故障时不知道如何处理，无法满足现代化矿井的机电管理要求。

三、矿用机电管理问题解决措施

3.1 完善矿用机电设备管理制度

根据矿用机电设备管理需要，解决传统管理体制的问题，完善矿用机电设备管理体制。煤矿应制定矿用机电设备管理专用规章制度，对井下机电设备日常管理、定期检修、状态记录等方面进行约束，引导矿用机电设备管理工作向系统化、科学化、规范化的方向发展。安排专业人员进行机电设备管理，明确工作人员的责任和义务，实行机电设备管理责任制，切实将机电管理工作落到实处。

3.2 关闭落后矿井，淘汰落后设备

贯彻落实《国务院办公厅关于进一步加强煤矿安全生产工作的意见》，加快推进落后煤矿关闭退出工作，深入基层，监督指导落后矿井的关闭工作。加大机电设备的科技和资金投入，按照国家现行煤矿行业标准要求，淘汰一批老化、不符合要求的矿用机电设备，增强煤矿行业的科技含量。

3.3 加大监察工作力度

对矿用机电设备监察人员进行定期培训和警示教育，不断提高其综合素质和专业技术水平，增强责任感和使命感，转变监察人员的工作态度。严格按照国家规章制度对矿用机电设备进行监察，对存在的事故隐患进行治理，并追究相关人员责任，确保矿用机电设备管理工作能够有效、合理的开展。

3.4 提高人员素质和稳定性

人员素质是制约煤矿机电设备管理水平的根本因素，开展一系列针对矿用机电设备管理的专业培训，提高矿用机电设备管理人员职业素质和技能。实性物质和精神两方面的奖罚机制，提高矿用机电设备管理人员的待遇水平，并为其提供良好的发展空间，保证矿用机电设备管理人员的稳定性，避免人才流失。

四、结束语

根据上文分析，矿用机电设备管理工作暴露了很多问题，完善机电设备管理制度、淘汰落后矿井及落后设备、加大监察工作力度和加强从业人员专业技能培养是解决我国煤矿机电管理工作问题的有效措施。

参考文献

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中图分类号：TD6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（a）-0056-01

1 矿用机电设备检验维护的重要意义

现代开采技术的不断发展使规模化、自动化、综合化程度越来越高的机电设备投入矿山生产，并通过其高效、稳定的运行，为企业节约了大量人力及时间成本，促进了我国煤矿产业生产能力的大幅提升。但在大型机电设备普及程度越来越广泛的同时，设备的安全运行也成为了各界关注的焦点一旦生产中发生设备故障导致的安全事故，轻则影响作业的连续性，给矿山企业带来不必要的经济损失，重则可能导致重大的人员伤亡，对企业的可持续发展造成不可挽回的负面影响。

2 机电设备检验维护中的常见问题分析

由于一些矿井中的机电管理人员文化基础不高，操作技术不熟练，加之安全意识淡薄，导致很多检验工作未能完全按照安全规程的要求进行，给设备的生产运行埋下了隐患。特别是在井下环境中，往往存在对电气、电缆、小型电器、配件以及防爆等项目的检查管理不到位。且传统的设备维护不但存在检修过剩的问题，且由于运行故障的发生具有较强的突发性和随机性，检修人员很难及时找到高效、彻底、有针对性的处理办法，不利于矿山企业增效工作的开展。

3 提高机电设备检修维护水平的具体措施

3.1 完善设备的管理制度

应建立健全包括使用、维护、经济管理等各项标准要求以及检修内容的定额标准在内的标准体系，完善三级保养、点检、班检、定期维护等机制，并加强巡回检查、交接等日常维护制度的落实。矿井作业中，还必须不断完善机电设备的标准化管理工作，并特别加强对机道、机房等薄弱环节的控制力度。检修人员应全面、准确地掌握设备动态，并以对相关资料的评价研究为依据，编制审查设备购置、更新、改造、修理、及配件计划，做好设备综合管理工作，确保规范化设备管理的落实。

3.2 切实提升检修工作的软，硬件水平

检修人员的职业素质是确保设备可靠运行的关键，因此，必须抓好检修人员技术知识和安全作业的培训工作，使其能够在规章制度的指导下，运用先进的监测和诊断系统，对可能导致设备故障的风险隐患做到及时的确认和排除。

3.2.1 全面掌握机电检修的知识技能

检修人员必须掌握各中新型设备的运行知识，了解其正常工作状态及常见故障的形式，形成在故障早期通过典型特征准确判断可能发生问题的位置及其原因，并能及时予以修复，使机电系统始终处于最佳运行状态。要做到这一点，首先必须在日常检修时注意经验的积累，特别是对常用设备典型故障的了解和掌握。下面仅以矿井生产中最常见的采煤机为例进行简单的说明。

采煤机的故障往往表现在其牵引和截割部分，而故障的原因则多出现在轴承上。首先，轴承不良时，滚动轴承的滚动体与滚动道之间就会产生较大的滑动摩擦，导致其接触部位温度上升甚至烧伤失效；其次，轴承对中不良也可能使轴承问题提高而导致联轴器频繁损坏，紧固件频繁松动，电动机电流偏大，轴向和径向出现大幅振动、等问题；此外，冷却系统不能正常工作也是引起轴承故障的关键之一，一旦系统中油冷却不良，即可能出现上述摩擦生热而导致轴承损毁的严重问题。为解决这些问题，必须在采煤作业中严格控制工艺，详查冷却管路的工作情况，并在油品的运输、储存和使用阶段进行科学管理，严防油量不足或品质不佳给轴承带来的影响。而要解决紧固件松动、回转体质量分布不对称以及采煤机落道、倾倒等其他问题，则必须在采煤过程中根据工况的具体变化情况，对前轴承对中、牵引速度等进行严格的控制。首先，采煤机经过无碳柱或断层切割岩石时，应放慢牵引速度，避免坚硬的岩石对截齿和齿座的磨损，以及岩层施反作用力造成的滚筒轴变形、轴承及齿轮受力不对称而导致的损坏。其次，工作面沿走向方向有起伏时，应在下坡时降低牵引速度，以方式采煤机落道造成的导向滑靴磨损或开裂、行走轮断齿等机械故障。当工作面沿倾向方向有起伏时，应根据倾角随时调整截深，更换不同高度的平面滑靴，以防止采煤机倾倒或损坏滑靴。

3.2.2 在线智能故障诊断技术的应用

随着机电设备规模和性能的不断发展，其复杂程度也在增加，简单依靠检修人员的主观判断已经不能满足设备可靠运行的需要，而集合了计算机技术、信息技术、传导技术等多领域先进科研成果的在线智能故障诊断系统的应用，可将事后检修和定期检修改为事前检修，使检修工作事半功倍。以矿井提升系统的在线智能诊断为例，该诊断系统是以对摩擦提升的制动失效、过卷、滑动故障建立的故障分析模型为基础，结合神经网络模型，构成其运行故障诊断的基本结构。实践中通过对提升机电控系统的速度环、电流环、励磁环中的给定环和反馈环中的电量监测及曲线分析、液压系统的油压、电液比例阀的控制电流、储能器氮气压力参数及电控系统的故障机理的分析，来判断提升机的工作状态，并预测其历史变化趋势；对提升机盘式制动器故障机理进行详细研究和受力分析，以状态参数诊断制动器的运行故障，并为故障的处理提供对策分析。实践证明，在线诊断的应用在降低检修人员工作强度的同时，极大地提高了故障判别和处理的效率及准确性。

4 结语

机电设备的检验维护对确保矿山生产的安全性和高效性都具有重要意义，因此，相关工作人员必须在全面掌握机电检修基本技能的基础上，及时更新知识储备，不断总结经验教训，建立并完善矿山机电的检修维护系统，促进矿山生产经济效益与社会效益的实现。

参考文献

[1]靳聪.切实加强和改进煤矿机电设备管理问题浅析[J].今日科苑，2010（24）.

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面对着日益紧缺的世界能源储备现状，以及不断发展的电子电力技术，使得变频技术受到诸多客观因素的有力推动，引起了全球范围内的高度关注。在我国，科学发展观有力地推动了电力、机械、矿山等诸多行业内变频技术的推广和普及应用。仅就煤矿企业来说，约有70%-90%的矿井企业用电量均为矿井中各个生产系统的用电。变频技术的使用和推广，极大地提高了机械使用效率，节约了能源消耗。

1.变频技术的发展

伴随着不断进步的控制理论和电子电力技术，无论是在实际应用还是在理论领域，变频技术的发展都是较快的。IGBT、GTR在功率器件领域的更替，最终更深地发展成为智能功率模块；在控制理论领域内，极大地改进了压频比的控制方式，在实际变频器里越发广泛地应用到转矩直接控制盒矢量控制方式，最新的研发方向变为了人工神经网络控制和模糊自优化控制方式；越来越高的调速系统集成度，使得以单片机为起点，总共产生出了高级专用集成电路、精简指令集计算机和数字信号处理器；在功能领域，越来越高度综合化的变频器，使得基本的调速功能能够被很好地完成外，增加了通信、参数辨识和内置的可编程序等功能。这些最新最尖端的变频技术在煤矿企业内的推广和使用，使得矿业机械设备的工作效率得到了极大地提高。具体而言，没有使用变频节能技术之前，风机、水泵等流体机械只有20%-50%的平均运转效率，对于采掘机、空压机和矿井提升机等具有较大变化负荷动力的机电设备，在维护保养、制动、加减速和启动等各方面的浪费极其巨大。变频节能技术的成功应用，完全解决了这个问题，很明显地具有优越的调节性能和节能效果。

2.流体负荷设备中的变频技术

由于泵和风机的负载转速和转矩的平方成正比，只有较低的过载能力要求，因此截流成为了一直沿用的调节流速的方式。根据相关统计，2002年国有重点煤矿共有1486台通风机，其中绝大部分机器的通风效率不足一半。再加上数十个大型的煤矿公司集团，在我国矿用泵、通风机的改进和配备新设备工作中，变频技术的作用将非常重要和明显。

2.1 风机变频调速

我国目前的煤矿新上项目和风机节能改进工作中，越来越多地应用到了变频器，甚至生产出了专门的变频调速装置以适应煤矿作业环境的特殊性。相关资料表明，在杨村矿南风井改造风机工作中，用JS157-10型的低压鼠笼式电动机取代了以前的JRQ-1510-10型的高压绕阻式电动机，两台电机由一台变频器控制。经过改造后的风机实际转速和电机实际输出功率，均比原来更加节能，风压和风量对于矿井的特殊性也更加适合，年节约费用50多万。最新型的ZJT-30型本安隔爆兼变频调速智能系统，其散热方式为IGBT，具有660V的工作电压，可带动的局部通风机功率为28kW，具备了实地和远程控制功能、超温断电功能、保护过流短路功能、瓦斯和风电闭锁功能以及调整载波频率功能。有效地使巷道矿山掘进的效率得到了提高。

2.2 泵中的变频调速

变频调速在给液用泵、矿区给水中的灵活应用，有效地使设备的机械冲击被降低，能够更加灵活地控制工艺系统，使产品质量得到了提高。以PLC控制器和变频器为研究基础，所研制成的用于监控煤矿井下排水泵站的系统，通过变频器对抽水泵进行控制，灵活地进行适时加减速和起停平滑，使井下液位的恒定得以确保，对于泵频繁起停和空转时所产生的巨大能耗进行了有效地降低，同时也降低了设备机械的损耗。加入了PLC控制器，则能够更加灵活和智能地控制变频器，进一步确保了高效安全地生产运行。李庄选煤厂将变频器安装在介质泵上，对于重介旋流器的入料压力的调节，是通过在线水泵转速的调节来完成，避免了增加因启动时过大电流带来的损耗，频繁的起停车次数得到了减少，防止了变压器跳电，使产品质量得到提高。经过实践生产可知，变频调速技术的成功引用，为该选煤厂年增创收入200多万元。

3.机械动力负荷设备中的变频技术

由于煤矿作业具有较多不确定因素、复杂的生产条件以及恶劣环境等特点，很多机电负荷设备所处的工况多是波动频繁，极大地降低了工作效率，严重地损耗了设备，对于安全高效地运行煤矿作业产生了严重影响。而变频技术的运用和发展，将煤矿增效节支带入了全新的领域。

3.1四象限交流变频器

由于煤矿作业环境的特殊性，比如采掘设备的坡度较大，使得电铲、输送机、提升机等机电设备的起停、调速十分频繁，因此变频器的工作必须做到四象限。整流电路在四象限变频器的作用下，用IPM组成的可控整流桥代替了以前的全波整流桥，在电动状态下的电机，其四象限变频器的控制原理和方法完全等同于两象限变频器，即整流电路变为四象限变频器中之前的逆变电路，之前的逆变电路则是之前的整流电路，实现了在电网内回馈电机所产生的电量。

3.2在采煤机中的使用

如今的采煤机调速变频系统已经用“一拖一”代替了原来的“一拖二”。在世界范围内，我国的四象限运行回馈能量交流变频调速采煤技术已属于领先行列，我国生产制造的采煤机可以实现2台变频器之间的转矩平衡和主从控制以及额定转速以上恒定功率调速、额定转速以下恒定转矩调速。四象限调速变频器能够保持基本不变的牵引速度，不会使采煤机出现跑车下滑的情况，同时具有可靠的速度调节、方便的操作、灵活的控制以及简单的结构等特点。

3.3在电铲、胶带输送机中的使用

由于我国胶带输送机目前所使用的是液力耦合器装置，其下行运输皮带在制动、运行和启动时容易出现电机失控的情况。在使用了四象限变频器之后，能够在电网中通过变频器回馈电机产生的负力，使发热损耗降低，对于电气系统和机械系统冲击的问题给予了有效的解决，使设备的使用期限得以延长。作为将岩石、矿石在露天矿山进行装载的大型设备，电铲有着极其恶劣的工作条件，经常会出现堵转、冲击载荷过大等情况。使用四象限变频器之后，能够快速地进行制动、反转、减速和加速，避免了上述情况的发生。

4.结束语

针对煤矿机械设备作业条件和环境的特殊性，变频器的普及推广使用将会适时有效地解决很多难题。目前在我国的矿山中，具有较大基数的矿山，大量机电设备亟需改造，对变频器的需求量十分可观。而且有着种类繁多的大小机电设备，如何能匹配好这些种类的电机设备，将会对变频器的推广普及起到非常重要的作用。随着变频器在越来越多煤矿机电设备中的应用，我国的煤矿行业也必将得到更加快速地发展。

【参考文献】

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随着时代的进步和科学技术、计算机信息技术以及电子技术的发展，我国煤矿机电设备的技术化水平也越来越高。我国是一个煤矿资源非常丰富的国家，煤矿业是我国经济发展的重要支柱，但是由于煤矿开采的规模不断扩大，煤矿开采技术比较传统落后，在煤矿生产过程中，煤矿用电量的不断增加和严重的电量浪费、低生产效率与高生产耗能的矛盾日益突出。变频技术在煤矿机电设备中的应用在节约能源、提高生产效率方面发挥了关键的作用，使煤矿业进入了一个新的发展阶段。

1、变频技术在多种煤矿机电设备中的应用

1.1变频技术在提升机中的应用

提升机作为煤矿开采的重要设备，其主要作用是输送作业人员和和矿料，对煤矿的安全生产和人员的人身安全都起着重要的作用。但是提升机具有一定的缺陷，比如启停频繁，速度变化复杂等，传统的调速设备大多是通过调节电阻的大小来来调节提升机电机的转动速度，设备在调速的过程中容易发热，电阻的消耗量比较大，调速的精确度也不高，使提升机在实际工作中存在着很大的安全隐患。变频技术在提升机中的应用能够安全的解决传统设备带来的弊端，使提升机在工作过程中保持平稳的状态，从而确保矿料和人员安全达到目的地。变频技术还能实现数学信息化的控制和对提升机的远程控制，增加调速的精确性，减少能量的消耗，降低机电的维修成本和建设电路的成本，从根本上提高了设备的安全性。

1.2变频技术在流体负荷设备中的应用

（1）在风机中的应用

风机在煤矿开采中非常重要的作用，在矿井开采中，风机需要一直保持运行的状态，能为开采人员提供良好的呼吸条件。随着煤矿开采深度的增加，风机所需要的电力也不断增加，可以说，风机的功率是随着开采深度的变化而变化的，这就需要根据需要来调节风机的耗电。变频技术可以通过对风机的控制，降低风机的负荷和电能损耗，使风机在运行工作中的运行速度降低，这对降低风机的维修成本、增加风机的寿命具有积极的作用。

（2）在抽水泵中的应用

变频技术在泵中的使用能使泵的运作更加灵活，降低设备的机械冲击。比如变频器在抽水泵中的应用，能有效的控制抽水泵启停和增减速的稳定性，保证矿井下液位的稳定，还能降低抽水泵转动的时间，大大减少泵的功率和能量的消耗，在一定程度上延长了设备的使用寿命，提高了煤矿的生产质量。

1.3变频技术在皮带机中的应用

皮带机在煤矿开采中的作用是传送矿料，它比提升机的承重量更大，这就决定了皮带机的摩擦力和功率的消耗也更大，它的运作需要更大的启动电流。传统的皮带机装置启动方法是通过液力耦合器来实现的，在运作过程中，电流需求量非常大，发电机的温度过高，这样会导致电路中的电压急剧变化，使得皮带过早出现老化、断裂的现象，降低皮带机的使用寿命，这种发电机还容易造成汽油的浪费，加大环境污染。在皮带机中融入变频技术，通过对皮带机进行优化，不仅可以节约电能，提高皮带机的工作效率，降低皮带机的损耗，节约维修成本，还能增加皮带机在启动和运行过程中的稳定性，为皮带机的正常运行和煤矿开采工作的安全进行提供了条件。

2、变频技术在多种煤矿机电设备中应用的展望

变频技术主要有以下几点优势：第一，与传统的设备相比，变频技术在多种煤矿机电设备中的应用可以降低机械设备造成的损耗，机械设备在运作的过程中不会造成磨损，能延长设备的使用寿命，降低设备的维修成本。第二，变频技术的使用实现了发电机的异步调速，使发电机的转速可以随意变动，并且发电机能在转速随意变动的过程中保持运行的安全和稳定。第三，变频技术可根据设备的需要和煤矿开采的实际需要调节电能，能大大降低设备的耗电量。

当今，变频技术在煤矿机电设备中的应用越来越广泛，我国也正在进行相关技术的推广和开发，许多新技术还未真正投入使用，加上我国对能源的利用率提出了新的要求，煤矿产业结构也在不断发生变化，由此看来，变频技术在煤矿机电设备中的发展空间是非常巨大的。一直以来，煤矿生产的安全问题在社会各界受到了极大的关注，控制煤矿安全、保证作业人员的安全是煤矿企业面临的重要任务。变频技术在煤矿开采中的应用优势可以说是无可比拟的，这种技术能在一定程度上对风机进行智能调节，在减小瓦斯爆炸几率、保障煤矿开采人员的安全方面具有不可替代的作用，变频技术还能节约企业的成本，深受煤矿企业的喜爱，这为未来变频技术的广泛应用奠定了坚实的基础。

变频技术在未来广阔的发展前景还表现在：煤矿开采环境非常特殊，对技术专业化的要求非常高，而变频技术的专业化符合煤矿开采的需求，比如变频器在风机中的应用；煤矿机电设备的种类很多，变频技术的推广面比较广，比如可优化变频技术，更好的解决各种设备之间的匹配问题；目前，变频技术对煤矿机电设备的改造具有重大的作用，加上机电设备数量多，我国的煤矿资源丰富，对变频技术的需求量非常大；我国的电子信息技术发展迅速，在煤矿机电设备和矿业结构的改造中，必然会运用网络化管理对变频技术进行控制，控制方式的多样化能使变频技术得到更好的更新。

3、结语

综上所述，随着经济、技术的发展，变频技术在煤矿机电设备中的应用越来越广泛，变频技术以其无可比拟的优势在煤矿业中占有着重要的地位，从变频技术的应用现状来看，其在煤矿开采业中的发展前景是非常广泛的，未来，变频技术必然成为煤矿机电设备发展的主要趋势，煤矿企业应注重在应用现有的变频技术的基础上，跟随着时代的发展对技术进行更新，并努力研究、开发与时代和煤矿机电设备相匹配的新变频技术。

参考文献

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中图分类号：TV734 文献标识码：A 文章编号：

0. 变频调速技术

变频调速技术就是完成变频调速系统调速传动任务的技术。它的主要内容包括了变频器的结构和工作原理、所用的功率器件、电动机运行的特性、调速系统所驱动的各类工作机械（即负载的特性和要求）。为了达到传动的转速转矩要求、保证静、动态性能稳定，还要应用各种控制技术。此外，消除变频器对外干扰和变频器实际应用的经验也是变频调速技术研究的范畴。总之，变频调速技术是电力电子技术、电气传动自动化、控制理论、计算机等多门学科的综合，也是一门重要的学科分支。因变频调速具有优点全面、适用面广等特点，所以说变频调速技术将是称为调速领域中的主要技术，并有统一调速领域之势。

1.变频调速的发展过程

1.1 变频器采用的电力电子器件

电力电子器件是决定变频器性能的关键，早期是晶闸管，由于它是半控器件，需要换相回路，后来被全控器件所取代。早期是晶闸管（SCR），被今天的全控器件所取代。今天的全控型器件，不仅可以自行开关，而且还可以提高功率；并能完善和提高变频器的各种功能。1.2 线路结构

整个变频装置是由元器件和线路连接而成的，1990年以前，线路基本上是由模拟电路分立元器件组成的，只有少量数字电路和集成块。以后由大规模集成的数字电路逐渐增多，20世纪末就全面数字化；整流器、逆变器、SPWM波形形成、矢量控制等，都集成为一块，甚至集成为一体，因此装置体积越来越小，可靠性大大提高。

1.3 计算机的使用

20世纪90年代以后，计算机进入了变频器的结构和运行领域，提供多种功能：1）取代一部分模块的功能，如SPWM波形的生成，矢量控制的实时计算等；2）实现各种保护并且智能化，如自监控、自诊断；3）进行运行控制，如开机停机、加减速、正反转、制动等。总之，计算机配合模块及其他电气设备，进行协调、控制、通信、执行变频调速系统各项功能，成为系统的神经枢纽，目前正向网络化发展。1.4 变频器主电路拓扑结构

应用最广的是交-直-交变频器的主电路拓扑结构是逆变器为六拍三相桥，一直保持了多年，20世纪90年代以后开发成功多电平电路如功率单元串联电路，改进了性能，扩大了适用面，如制作高压变频器及特大功率变频器。整流器原来是单一的半控和不控整流，90年代后发展为双SPWM和SVPWM，不仅便于作四象限运行，还能改善网侧的波形和功率因数。目前国外很多公司生产矿井提升机用的变频器，都采用了数字控制。如德国Ensdorf矿井提升机为双交-交变频器供电系统，由高速可编程序控制器执行数字控制和欧洲ABB公司技术，当时都是十分先进的技术，今天也被IGBT变频器供电取代。

2 变频技术在煤矿机电设备的应用现状

随着电力电子技术和控制理论的进步，变频技术在理论和应用方面都取得了较快的发展。在应用方面主要表现在以下几个方面：

2.1 变频技术在采煤机中的应用

采煤设备的特点是工作环境坡度大，设备需要经常开启或关闭，普通的两象限变频调速不能达到要求，因此应结合采煤设备的实际情况，提升采煤工作中变频技术的适用性。目前，我国的电牵引采煤机行走功率一般最大为 2×110 kW，而四象限交流变频技术的应用使得采煤机在牵引速度不变的情况下，达到了明显的节能效果。

该系统在原有两象限变频器的基础上改为四象限变频器，即在蒸馏电路模块用可控整流器代替全波整流桥，在发电状态下，将发生逆变的电路与整流电路互换，并回馈电量到电网，以达到调节的目的。

以鸡西东煤配件厂生产的 MG150/375-W 电牵引采煤机为例，其技术指标如表 1 所示。

由表 1 可以看出，该四象限变频器倾角可以达到 35°，截深达到 0.63 m，具有控制灵活、操作方便、速度调节可靠的优点。

2.2 变频技术在流体负荷设备中的应用

变频技术在流体负荷设备中的应用主要表现在风机和水泵上的应用。由于风机和水泵的负载转矩与转速的平方成正比，对过载能力要求不高，因此可选用普通功能型变频器。老式变频器在调速方面多采用截流方式，工作效率低，效果不理想，已不能适应目前矿井生产的需要。为保证矿井生产正常进行，泵和风机的设计都应留有足够的裕量。

2.2.1 变频技术在风机中的应用

目前，变频器在我国煤矿风机节能改造和新项目中得到越来越多的应用，同时出现了为煤矿特殊环境专门设计的变频调速装置。数据显示，2002 年国有重点煤矿通风机总量为 1

486 台，其中有一半左右的通风机平均通风效率不足 50%。改善后的风机有如下功能：

（1）系统自动化控制功能。PLC 接到运行指令时，判断运行机号和运行方式。

（2）风量闭环控制功能。通过调节变频器输出频率，从而改变风机转速。

（3）电机过流保护功能。电机变送器将主回路电路电流信号转换后送入 CPU 内部功能存贮器，超过设定值即进行保护。

2.2.2 变频技术在水泵中的应用

据不完全统计，在我国有 5 000 多台大型排水泵，其年排水耗电量约为 30 亿 kW・h，占矿井总用电量的 1/3 左右，可见其耗电量之大。而变频技术的使用使得水泵实现了起停平滑、加减速适时的功能。因此，变频技术的应用对于改善我国矿用通风机、水泵的性能发挥了重要的作用。

2.3 变频技术在提升机中的应用

变频技术对于提高提升机的性能具有显著的作用。运用不同的频率，提升机减少了对机械的摩擦，在启动或停止过程中能够实现缓冲。当提升机带有的测速发电机给出超速信号时，变频器能自动减速，实现自动限速保护功能。当其给出“上行”或者“下行”命令时，若人员操作与命令不符，连锁功能就对此操作不响应，变频器不启动，实现连锁开机功能。

3 变频技术在煤矿机电设备中的应用展望变频技术在煤矿机电设备中的应用越来越广泛，但就目前我国的情况来看，变频技术还不成熟，应用不够普及。如美国B-E 公司已研发出露天开采的牙轮钻机，并加以应用，反响很好。而我国尚在开发试验之中，还未推广普及。因此，变频技术在我国煤矿机电设备中还有很大的提升与发展空间。

（1）推广面更广。煤矿机电设备种类繁多，性能各异，因此，解决好变频器设备的匹配问题，实现机电设备的高效运转，才能使变频器得到更广泛的应用。

（2）需求量很大。我国煤矿基数大，尤其是在西北地区。机电设备性能主要通过变频器来实现，这就会极大地推动变频技术的发展。

（3）专业化得以加强。煤矿的工作环境十分特殊，井下开采、爆破等工作均需要研发出特殊功能的变频器来配备装置，从而实现更多的功能。

（4）多功能、网络化的更新。电子技术的发展日新月异，煤矿机电设备改造过程中对变频器的使用和控制也会呈现多功能、自动化的趋势。

4 结语

通过对煤矿机电设备变频技术的探讨，阐述了变频技术的工作原理，分析了变频技术在煤矿机电设备中的应用，包括其在采煤机、风机、水泵以及在提升系统中的应用，最后对变频技术在煤矿机电设备中的应用进行了展望。希望通过本文的研究，能够为拓展变频技术的应用范围提供一些参考。