摘要：变频器控制技术在我国得到了大力发展，该技术特点和性能非常显著，为矿山企业带来了巨大的效益。本文通过简要介绍变频器控制技术的概念及其在现代煤矿机电设备中的应用，为矿山企业节能提供参考。
关键词：变频器控制技术；煤矿机电设备；应用
1变频器控制技术概述
变频器控制技术是一项新型科学技术，具有较强的综合性，其主要内容包括电机传动、电力电子和计算机技术等，被广泛应用于强弱电及机械设备的运行中。变频器控制技术有较强的调节性能，能借助电力电子及计算机技术，有效实现强弱电的有机结合及机电一体化。另外变频器控制技术的综合性较高，其工作原理是利用半导体元件把所接收的工频电流信号转化为其他相应的频率，还要把转化后的工频电流信号转化为直流电，在实施过程中，主要是通过逆变器作用对电压、电流进行控制，以此来实现机电设备的无级调速。变频器控制技术的作用主要在于调节机电工程中电机的转速和电流的频率，使其呈同步增长状态，有效控制电机的转速及机电设备。
2变频器控制技术在煤矿机电设备中的作用价值
近年来，变频器控制技术被广泛应用在煤矿生产中，其应用的价值巨大，主要体现在两方面：（1）速度调节。现以提升机为例，其利用转子串电阻的方式进行速度调节，这种方式的调度范围比较小，准确率偏低，没有办法保障安全性，所以在具体应用中非常容易损坏设备，缩短设备的使用寿命，同时增加了维修费用。如果改为应用变频器控制技术来进行速度调节，操作就会更加容易，使得提升机的运行更加安全，降低设备损坏率，增加设备使用寿命；（2）节约能源。现以风机和压缩机为例，这两种设备基本上都是采用调节气门开度的方式实现对流量调节的目的，导致电能出现巨大损耗，降低经济效益。如果利用变频器控制技术来调节，能有效避免此种情况，能有效节约能源。另外，变频器控制技术也被广泛应用于产品的标准化及缩小设备体积等方面。
3 变频器控制技术在煤矿机电设备中的应用
3.1变频器控制技术在立井提升设备中的应用
在我国中东部的井工煤矿中，立井提升设备广泛应用，其24h不间断运转，制约着煤矿的煤炭、设备、物料、人员的提升运输，对设备可靠性和安全性要求极高，同时，由于设备的频繁启动及调速运转，容易引发各类故障，而且，在煤矿电力消耗中占比较大。而变频器控制技术的发展及应用，对煤矿提升设备解决可靠性及能耗较大的问题提供了解决途径。变频器控制技术在矿井提升机中的应用主要有两种类型，一是可控制编程控制系统；二是高压变频调速控制系统。可控制编程控制系统的使用可显著提高提升信号系统的通讯能力，使系统的抗干扰能力和可靠性得到保障，而高压变频调速控制系统则可充分发挥变频器控制技术的优势，减少提升机的电力消耗。
3.2变频器控制技术在煤矿空气压缩机上的应用
通常情况下，在传统模式的煤矿开采中应用空气压缩机要运用两点控制的模式，这使得压缩设备中的交流电动机要一直保持工频运行状态，空气压缩机在长期运行中，如果气缸压力达到预先设定压力值，那么空压机的进气阀会自动关闭，压缩机将不再产生压缩气体，一直到压力下降到之前设定的位置，才开始自行加载压缩气体。在煤矿开采过程中，实际需要的压缩气体量与压缩机产生的压缩气体量是不会完全一致的，因此在开采过程中压缩机要不间断地进行加载和停止之间的转换，在这样的现状下，就要积极应用变频器控制技术，以此来实现电动机的实时调速，有效控制电机进气量的大小，保持恒定的供气压力，减低空气压缩机加载、卸载的频率，有效提高了设备运转效率，保障了煤矿开采工作的顺利进行，具有重要意义。
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3.3 变频器控制技术在皮带设备中的应用
在煤炭开采过程中，皮带设备的正常使用状况下使用的频率大于提升机设备。皮带设备在整个开采过程中起传输作用，将开采出来的煤矿直接通过皮带等传输设备运输到指定地方，皮带设备的运行原理是通过相互摩擦使设备正常运行。皮带设备的启动过程需要很大的启动电流，不仅会对电路中的电压造成巨大压力，同时还会使皮带设备造成严重毁损，由于皮带设备是通过摩擦来使设备运行，摩擦过程中必然会使设备产生巨大的热量，当温度达到一定程度，就会使机械产生一定程度的磨损。同时，货物的磨损也会给机械运营带来安全隐患。如果在传送的皮带中加入变频器控制技术，不仅仅可使皮带系统在运营过程中产生较小的热量，减少能源浪费，同时也会降低整个开采过程中的安全隐患，使机器能在运营过程中保持稳定的同时，提高了皮带系统的运营效率。中国煤矿机电工程中普遍采用液力耦合设备对皮带设备进行软启动，在皮带设备软启动时需求的启动电流大，不仅会对电路中电压造成较大压力，还会对皮带设备中零件造成严重损伤。液力耦合设备在运作过程中会产生较多热量，使皮带设备内部温度过高，最终增加设备机械磨损；同时，对设备运行造成安全隐患。在皮带设备中应用变频器控制技术，不但能取代液力耦合设备对皮带设备进行软启动，而且让皮带设备在启动、运行及停止过程中保持稳定，提高了皮带设备的能源利用率。
3.4 变频器控制技术在煤矿风机中的应用
在矿井生产时期，随着矿井开采程度的加深，矿井内含煤量不断减少，为保障煤矿生产的安全性，矿井通风设计也应随着矿井生产的时期而不断变化。过去，我国多数煤矿开采企业为保障煤矿的通风效果，提高矿井生产的安全性，在矿井生产中期会重复不断更换风机，然而该种方式不仅为工作人员增加负担，且风机极易损坏，增大了生产成本的投入。并且被更换下的风机也被搁置，设备利用率低下，造成资源浪费。变频器控制技术的应用，将传统的电机调速技术、现代电力电子技术以及计算机控制技术有机结合，风机具备了自动调速功能，使风机由原先需要不断更换的状态下解脱出来，减少了资源的闲置与浪费，起到较好的节能效果。并且，变频器控制技术在风机中的应用，提高了风机的调速效率、调速范围与调速精度，提高风机的运行性能，节约了频繁维修所花费的成本，降低了启动所需的电流量，风机实现了闭环控制，有效节约了电能。
3.5 变频器控制技术在采煤机中的应用
采煤机在一定程度上代表了煤矿设备向现代化、机械化发展的里程碑。因此在煤矿开采中显得特别重要。由于采煤机大多是在环境恶劣的条件下工作的，所以采煤机是一个比较复杂的系统，因此提高采煤机的性能便显得尤其重要。采煤机在采煤工作中占据着主力位置，只要一发生故障就会导致整个采煤环节受到严重的影响，使采煤工作难以进行下去，对整个煤矿造成不小损失。由于采煤机的重要位置使得其功能不断改进，变得越来越强大，但是其出现的故障和问题也变得越来越强大，这也增加了维修难度，一旦采煤机出现问题就会大大降低工作效率。而随着变频器控制技术的产生，将其用在采煤机中，成就了采煤机变频调速系统，随着该技术的不断发展，我国的采煤技术有了巨大的发展，变频器也得到了采煤业的广泛应用。
4结束语
在新技术领域内，变频器控制技术体现了显著的价值，因而适合运用于现阶段的煤矿机电项目。相比于传统技术，变频器控制技术本身具备优良的节能实效，对于各种类型的机电设备都可以实时调节。煤矿井下通常表现为较恶劣的设备运行环境，这种现状也在客观上突显了变频器控制技术的必要价值。目前，伴随着我国矿行业的不断发展，变频器控制技术已经被广泛应用到煤矿机电工程中，煤矿机电运用的变频器控制技术已趋向于成熟，然而并没有实现完善。未来的实践中，技术人员还应当摸索经验，进而服务于煤矿机电工程综合水准的提升。同时保证煤矿行业有更好的发展，为我国经济社会提升创造良好的条件。
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论文作者:宋文龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/12
标签：变频器论文; 设备论文; 煤矿论文; 技术论文; 皮带论文; 风机论文; 矿井论文; 《电力设备》2018年第28期论文;