毛朋飞

【摘要】随着社会的快速发展，现代煤矿企业将面临着巨大的挑战，为了更好的发展就必须适应当前的环境，就需要在发展的过程中不断的提高生产效率、提高生产安全系数、降低环境污染、节能减排从而提高经济效益。而矿山机电在现代煤炭企业中的应用则可以有效的解决这一系列的问题。本文通过对矿山机电在现代煤矿企业中应用的现状、实际意义及矿山机电未来的发展方向进行分析，从而来认识矿山机电在现代煤矿企业中的应用。

【关键词】煤矿矿山；综采机电设备；先进应用

中图分类号：TU85文献标识码： A

在经济快速发展的今天，虽然煤矿企业取得了巨大的成就，但是也带来了一系列的社会问题如资源日益匮乏、环境污染日益严重等。面临日益严峻的社会问题，各级政府及相关部门都予以重视，故提出了优化产业结构、经济转型发展的战略方针和政策，并大力推进实施。就说产煤大省山西，在整改期间，将产量在30万t/a以下的矿井全部关闭淘汰，只保留那些实现全面机械化开采的矿井，将山西煤矿的数量压缩了百分之六十左右。对政策的大力实施，将煤矿企业向现代化，高效化，绿色环保化推进。现代煤矿企业相对于以往煤矿企业在不断的提高技术含量，规范管理制度，提升企业文化及加强环境保护，将煤矿企业推向一种“自然—经济—社会”统一的可持续发展道路上。矿山机电是整个煤矿企业运转的核心，企业对矿山机电的应用程度决定着企业的发展前景，同时也决定着煤矿企业的市场竞争力。

1、采煤机的控制结构分析

现代化矿山中电牵引采煤机，是一种多电机驱动，横向布置的交流电牵引控制式，其截割各有一台交流水冷电动机单独驱动，油泵电机担负着左右摇臂的调高与电磁闸的制动工作，牵引部由两台交流电动机单独驱动.左右牵引电机均采用交流变频调速系统。整机分为电器控制系统，左右牵引部与左右截割部系统。电控箱的电气控制系统、变频调速系统、制动系统、保护系统、及显示系统等几个部分组成。它采用了先进的变频调速技术和PLC控制技术，并与GOT人机界面相结合，同时还增加了逆变技术，遥控系统。从而使得采煤机具有控制操作更加灵敏可靠，调速范围广，牵引能力大，防滑能力强等特点。

采机的电器控制箱集多种控制装置于一起，均布置在此箱内。当采煤机需要行走时，手动外部模拟信号，先传递给中心控制装置PLC，经过它的运算处理，责令执行继电器工作，使牵引机构解锁，从而使得制动电磁阀打开，待以正常牵引。当采煤机出现异常或因故停机时，制动电磁阀因失电复位，从而使运行中的采煤机自行制动，停止牵引防止下滑。采煤机的动力源来自，控制箱内的磁力启动器，通过远程控制，在采煤机上完成采煤机的启动和停止，同时利用磁力启动器的远程控制，在采煤机上完成刮板运输机的停止。外部控制信号的输入分为三部分。1电控箱门上设置了手动按钮，手动信号输入。2左右端头按钮站。3是遥控器控制――60米范围内均有效。以上三部分手动信号皆可直接输入，均可完成牵引方向的给定，牵引速度的调节，以及左右摇臂的升降。两台截煤电机的温度保护，及两台行走电机的电流保护，将适时的把检测到的信号送到PLC检测运算，并与所设定的安全数据比对，若有差距，将出现报警或断电。电控箱控制系统的组成由：控制变压器，高、低压熔断器、控制电源盒、本安电源信号转换控制器等部件组成。

2、变频器的原理与先进性

变频调速系统均采用整体安装形式，作为采煤机控制牵引部电机的调速驱动装置，变频器的工作原理是：先将交流电变为直流电，然后在把直流电变为可调速的交流电。在采煤机的控制箱内，动力源由动力变压器经交流接触器供给。变频器的输入端经大功率二极管组成的桥式整流电路，经过阻容保护、平波电抗器、以及直流接触器并联的限流电阻向滤波电容充电，充电开始时，由于电流较大，所以，限流电阻首先向电容充电，当电流小到一定程度时，直流接触器吸合，将限流电阻端接，此时电路建立起稳定的直流电压，再经过逆变电路，将直流电变为变频、变压的交流电。

当采煤机沿倾角大的工作面下行而滑动时，或者，减速时间太短时，牵引电动机瞬间工作于发电状态，电机能量通过回馈二极管回馈给变频器中间直流回路，当变频器中间直流回路的电压值高于内部整定值时，逆变系统开始工作，将变频器直流环节积蓄的能量通过逆变返回到电网，使电动机处于制动状态，有效地抵制了机器的下滑。同时，电机回馈的能量返回至电网再利用，并且有效的保护了变频器的正常工作。变频器的使用，在机电行列中，对异步电动机的启动又升华了一个档次，而且还节省了一部分电能。在过去的时间里，由于科学技术不发达，所生产的晶闸管及一些半导体元件由于质量不过关而用不住。对异步电动机

的调速，部分采用电阻限流启动，而电阻在电路中又是耗能元件，虽然达到了调速的目的，但是，却浪费了一部分电能，再者，电阻调速的电动机，启动转矩小，适用于小功率，轻载启动。而变频调速启动，采用的是双闭环，由大功率的晶体闸流管控制。电流、电压与频率将随着闸门的缓缓开启，使异步电动机稳步启动。其主要优点是：启动转矩大，加速力矩快，起步平稳，实现了恒功率调速，而且，还能积蓄能量返回到电网重新利用。

3、 矿山机电的发展动向

在市场经济的调节下，煤矿企业为了寻求更好的发展，就需要不断的提升自身的竞争力，而对于矿山机电的应用就显得至关重要了。煤矿机电的应用已经很大程度的推动了现代煤矿企业的发展，但是为了适应现代煤矿企业的需求，使其不断进步，矿山机电必须再上一个新台阶。故矿山机电的发展动向应包括以下几点：

1）提升矿山机电企业的经济规模，明确产品的发展方向，使企业走专业化可持续发展道路。

2）提高矿山机电的产品质量，达到国际水平，开拓国际市场，使得我国矿山机电产品走向世界。

3）不断提高矿山机电的产品性能，质量和可靠性。

4）提升科技能力，不断的引进专业的技术人才，加强自主研发和创新能力。

采煤机用变频器，是以半导体元件为核心而构成的静止机器，为了防止由于温度、潮湿、灰尘、污垢等环境的恶劣情况，引起的元件老化、寿命短等原因，必须进行日常的检查与维护。变频器工作的特点是必须在清洁的状态下工作，其中还有部分大功耗的管子，在工作时本身发出热量，必须经过冷却风扇的强制风冷或水冷方能正常工作。否则，温度传感器把超温信号送至PLC，致使保护动作，从而使运行中的变频器停止输出。当变频器输出电流达到或超过额定电流的150%时，保护回路动作，停止变频器的输出，如果来自电机的再生能量使变频器内部直流回路电压上升，达到或超过规定值，保护回路动作，停止变频器的输出。

其中变频器的电子保护功能能检测定速运行时，若因冷却功能降低时引起电机过热，当达到预值85%，即可显示报警，当达到额定值时，保护回路动作，切断输出回路。若变频器电流、电压降低，控制回路将不能正常工作，致使电机转矩降低或温度上升，因此，当电源电压降至20%左右时，低压保护功能将自动切断负载，停止变频器输出。

4、 结语

随着科技的发展，微电子技术已接近成熟，机电一体化技术在煤矿企业中得到了广泛的应用，并发挥了巨大的作用，使得我国煤炭企业走向了高效节能、清洁环保的可持续发展道路。在煤矿企业的发展过程中，还会对矿山机电提出更高的要求，从而提高煤矿企业的经济效益和市场竞争力。

参考文献

[1]刘晋伟；浅析矿山机电在现代煤矿企业中的运用[J]；科技情报开发与经济2011（15）

[2]陈学才；机电设备管理在煤矿生产中的运用[J]；经营管理：2010（10）