摘要：变频技术的引用可较好地对煤矿企业在煤炭资源开采期间的电能损耗进行控制，在提高煤矿开采质量的同时，也提升企业行业影响力。本文浅析变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践。
关键词：变频技术；煤矿企业；机电工程；应用；分析
引言
随着生产煤矿开采面数量不断增加与不断地开拓井巷，“采掘机运通”及排水系统的电力需求也不断提高，为使电力系统在负荷急剧增加的情况下依旧保持安全、经济、可靠运行成为一个关键问题。通常情况下，传统解决方式是扩增电力系统容量，但此方式成本昂贵。因此平衡传统方式单一扩增电力容量与设备端增设变频设备技术改造两者相结合成为比较理想经济选择。
1关于变频设备工作原理
变频器的基本作用就是将工频（我国50Hz）电源变为电压与频率可调的三相交流电。按变频器的工作原理将其分为交—直—交变频器和交—交变频器两种。交—交变频器是将工频交流直接变换成电压和频率均可控制的交流电。而交—直—交变频器则是先将工频交流电通过整流器变为直流电，然后通过逆变器变换成电压和频率均可控制的交流电。（1）整流器作用是将三相或单相交流电整流成直流电，其输入为正弦波输出为非正弦波且带有丰富的谐波。（2）中间直流环节又称中间直流储能环节用于缓冲与电机之间的无功能量的缓冲。（3）逆变器作用是将直流电转变为可调电压和频率三相交流电输出，其输出电压为非正弦波，输出电流近似正弦。交流电动机的同步转速表达式位：n=60f（1－s）/p式中n异步电动机的转速，f异步电动机的频率，s电动机转差率，p电动机极对数，转速n与频率f成正比，通过改变频率f即可改变电动机的转速，变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，变频调速的核心原理是保持电机磁通恒定进而确保电机有效工作从而达到理想的调速功能和经济效果。变频调速核心有两种，一种是“V/F控制”，特点是简单实用、使用广泛、性能一般，其主要原理是通过保证输出电压及频率恒定就能近似保持电机磁通恒定，但低频时定子阻抗压降会导致磁通下降，此时需将输出电压适当提高保持磁通稳态。二是“矢量控制”，其特点是性能优良、可与直流调速相媲美。其原理是采用矢量坐标变换来实现对异步电机定子励磁电流分量和转矩电流分量的解耦控制从而保持电机磁通的恒定。
2变频器在煤矿中的应用分析
2.1煤矿风机中对变频技术的运用
从煤炭企业生产流程进行分析，机电工程的通风设备在自身基础功能以及煤矿开采期间的主要特征等因素影响下，致使煤矿通风设备在实际煤矿开采中具有较为重要的作用与地位，在煤矿实际开采期间，工作人员应确保开采期间现场空气的流通情况，因此在煤矿开采施工期间应使用通风设备确保良好的开采环境。但在煤矿开采深入逐渐提升的作用下，煤矿开采对于风压的需求也不断提升，因此应结合实际需求对通风设备功率进行科学的调整。也就是说通风设备需要结合煤矿实际开采深度对功率进行相应的调整，同时在通风设备启动期间，启动所需的电流与电压相对较大。工作人员对变频技术进行使用可更好地对通风设备转速进行有效控制，充分满足各种开采深入对通过风设备的需求，并在一定程度上利用相对较低的能耗提高通风设备的运行使用时间。当前科学技术发展相对较快，煤矿行业中矿井通风设计方案也较为丰富，有着较强的差异性，在各煤矿开采阶段对风机的更换措施也有较大的差距，因此，在实际工作期间其操作难度相对较高。与此同时在风机更换期间，以往的煤矿风机通常应进行较短时间的搁置，致使资源浪费现象较为突出，其中在风机搁置期间对于风机整体利用率也有着直接的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在对变频技术使用期间，可较为良好地对以往煤矿风机需要搁置现象进行优化与完善，变频技术与以往煤矿风机的有效结合可较为良好地防止充分更替操作现象的发生，并对煤矿开采期间矿井通风问题进行科学有效的解决。
2.2提升机当中对变频技术的运用
在煤矿的开采工作当中，提升机所表现出来的主要任务就是能够对煤区当中的一些矿料以及工作人员所处在的一个安全区域进行制定。在煤矿的生产和运行工作过程当中具有极为重要的作用。提升机设备所表现的特点有以下几个方面：首先，在速度的变化上显得尤为复杂；其次，停与启动之上非常频繁。对于传统意义上设备的调速来说，都是将金属电阻逐渐接入到一定的机械设备的电机和电路当中，然后对这当中的电阻进行有效的调整进而控制电机的整体转速，这种传统的调速方式难免会使得电阻的整体消耗逐渐增大，这时候会导致机械很容易产生热量、发烫，而且也会使得整个电阻器在调速的范围当中逐渐减小，所表现出来的精确度也会产生很大的不足，并且在对装置进行提升的时候需要进一步融入一些额外的动力，进而增强电能上的浪费，对设备以及煤矿的作业所表现出来的安全性带来一定的影响和威胁。将这样的一种变频技术逐渐融入到煤矿的提升机这一设备当中，能够从根本上去对传统变速装置所存在的一些弊端予以解决，不仅仅能够进一步对装置所表现出来的平稳性、安全性进行提升，而且还能够实现各方面因素之间的协调性，进而对电机当中的电路起到一定的维护作用。对于变频技术来说，能够有效借助于计算机技术，进而对提升机进行命令的编程和缩写，准确地对整个电机工作当中所表现出来的电源键之间存在的关系予以概括，并且减少电路当中对电器的使用数量，减少后期的维修成本。
2.3皮带传送机方面的运用
变频技术在皮带传送机主要是利用电机转动带动皮带进行运转，使得皮带上的相关材料能运输到目的地。皮带在启动时需要大量电能支持，进而多数单位使用液力祸合器进行操作。在皮带传送机中引入变频技术能实现其软启动，确保设备的安全与稳定，经济效益较高。
2.4空气压缩机中变频技术的运用
当前，在使用空气压缩机时需要对上限与下限进行规划，若交流电机在运行期间高于空气压缩机的上限，则会导致空气压缩机自动关闭进气阀门。这时压缩气体的形成停止，致使电动机进入到空载形态，导致资源浪费现象较为严重。相反，对小于其下限时，空气压缩机将自动打开进气阀门并对空气进行压缩，致使电动机进入到重载状态。在实际运行期间，不能较好地对控制需求情况进行预测，因此空气需求情况与生产量之间缺乏统一性，致使供应缺失以及资源浪费现象的发生，其中在空气压缩机更换频率较高影响下致使其出现损伤。将变频技术在空气压缩机中进行使用，可对空气生产量进行科学控制，并避免频繁更换空气压缩机致使其发生损坏现象的发生。在对变频技术使用期间，空气压缩机设备操作更为简单，精准性也相对较好，维修难度也相对较低，在实际运行期间不需要人为对空气压缩机进行改动，根据各种煤矿开采需求可对使用频率预先设计。变频技术的运用对以往空气压缩机卸载与加载供气控制模式进行优化与完善，利用对电力用气量的调整对转速进行控制，确保空气压缩机运行效率的提升。
结语
变频技术的引入对于煤炭生产过程中的节能也有着诸多好处，大大的降低了生产能耗，进一步为企业增效。故需要进一步对煤炭变频技术进行研究，提高装备的可靠性，降低变频装置的故障率，为煤炭的安全、高效生产作出更大的贡献。
参考文献：
［1］张洪革．变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践［J］．建材与装饰，2017（15）：188-189．
［2］杨新宜．变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践［J］．能源与节能，2017（02）：166-167．
论文作者:麻二荣
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/14
标签：煤矿论文; 空气压缩机论文; 技术论文; 通风设备论文; 电机论文; 变频器论文; 频率论文; 《基层建设》2018年第28期论文;