（黑龙江龙煤双鸭山矿业有限责任公司 黑龙江双鸭山 155100）
摘要：变频技术以其高功率因数、高效能以及其优良实用性，被越来越多的矿产企业所认同，目前变频技术虽然在矿山机电设备中的使用越来越广泛，近些年来，随着我国科学技术水平的快速发展，变频控制技术作为先进的科学技术手段正被广泛应用于我国煤矿机电设备之上，并取得了骄人的成绩。可以说变频控制技术的应用，不仅在很大程度上提高了我国煤矿企业的生产、加工效率，降低了煤矿企业的生产成本，还进一步做到了煤矿机电设备的节能环保，加强了煤矿企业的市场竞争能力。因此，在当前的情况下，加强对煤矿机电设备变频技术应用问题的研究，具有非常重大的现实意义。
关键词：变频技术；煤矿机电；设备；应用；研究
引言
近年来，随着科学技术的不断进步，变频技术在我国使用范围越来越广泛，在我国矿山企业中很多矿山设备需要使用变频器，变频器具有调速、节能以及软启动等优良功能。本文主要针对变频技术在煤矿机电工程中的应用进行了相关研究。
1变频技术在煤矿机电工程中的作用价值
近年来，变频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：a）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；b）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。
2煤矿机电工程中变频技术的原理概况
在进行煤炭开采的过程中，大部分开采机械并不是在满负荷情况下运行的，所以减少机械耗电量的同时，不能降低机械的工作效率，所以这时将变频技术引入到煤矿企业的机电工程中就可实现节能减排的要求，降低开采成本。所谓变频技术并不是指一种单一的技术，而是多种技术的综合，主要包括以下几种，分别是数控技术、电力电子技术及电机传动技术等。机电工程中的变频技术工作原理主要指的是在机械中安插一些半导体的构件，利用工频电流信号将统一频率转化为不同的频率，在这个过程中采用逆变器来控制电流和电压的大小。综上所述，通过变频技术可使电机在不影响工作效率的情况下，节约能源。如图1为基本变频技术运行示意图。
AC/DC.交流电/直流电；IGBT.绝缘栅双极晶体管；
DC/AC.直流电/交流电；LED.发光二极管；I/O.输入/输出
图1基本变频技术运行示意图
3变频技术在现代煤矿机电工程中的有效应用
3.1变频技术在提升机中的应用
我国大多数矿山企业中使用的都是立井或者斜井的方式开采，采用这两种方式开采就必须使用提升机，提升机可以运输设备货物以及人员进入工作面地点。然而近些年来，随着浅部煤矿资源的减少，越来越多的煤矿都向深部开采，因此开采难度不断增大。对于提升机的要求也就在不断的提高，必须对提升机运行速度和启动关停等功能做出必要的调整，用最小的成本获取最大效率的开采资源。因此整个提升机在矿山企业正常生产过程中有着不可替代的作用。传统的做法是在提升机的控制电路中安装金属电阻元件，通过电阻可调节提升机速度，然而这种方式的速度控制不够精确，在运行过程中会产生大量的热能，影响其工作效率。在进行货物提升工作时，需其他设备进行辅助控制，难以实现设备的自动化工作，这样也势必会对资源造成极大的浪费。同时在传统提升机使用过程中，通常会用到继电器，继电器的高频率使用会对电路产生严重的破坏，增加设备的维修费用。当提升机采用变频技术以后就会大大减少继电器的使用频率，同时提高提升机的提升速度和控制深度的准确性，减少运行过程中的设备磨损，减少机械维修费用。
3.2在皮带设备中的应用
皮带设备近年来也被广泛应用在煤矿机电工程中，皮带设备的启动和运转必须要有大功率的支持。在中国目前的煤矿机电工程中，皮带设备一般情况下是利用液力耦合设备来实施软启动，在这个过程中皮带设备需要的电流较大，非常容易给电路电压带来压力，还会严重损伤设备零件。此外，液力耦合设备在运行过程中会产生大量热量，使得皮带设备内部温度升高，造成设备磨损，在设备运行中留下了不利的安全隐患。但如果应用变频技术取代传统的液力耦合设备，就可有效实现设备软件的启动，降低设备张力，还能降低皮带损伤，最后还能按照输送量来调节运输速度，保证设备稳定运行。
3.3在煤矿空气压缩机中的应用
经过调查研究发现，煤矿风动机在使用过程中需用到空气压缩机和交流电机，长时间处于工作状态。现阶段，空气压缩机在进行运行过程中会设置上限和下限，如果交流电机在工作过程中超过了空气压缩机所规定的上限，那么空气压缩机就会自动将进气阀门关闭。此时，空气压缩机不产生压缩气体，所以电动机处于空载状态，一定程度上造成了资源浪费。反之，如果达到了设定的下限值，那么空气压缩机就会打开进气阀，产生压缩气体，使电动机处于重载状态。在实际使用过程中，由于很难对空气需求量进行评估，所以使得空气的需求量与生产量不能对等，会造成供应不及时或资源的浪费，同时还会由于经常更换空气压缩机的频率使得空气压缩机毁损。如果在空气压缩机使用过程中加入变频技术，那么，可有效控制空气的产生量，同时可防止由于经常更换频率造成的对空气压缩机的损坏，同时，加入变频设备以后，空气压缩机便于操作，准确性也有所提高，同时也比较好维护，在使用过程中不需人为对空气压缩机进行频繁改动，针对不同的开采条件可预先设置使用频率。变频技术的加入能从根本上解决传统空气压缩机加载和卸载供气的控制方式，通过调整电机用气量进对转数进行自动调控，保证空气压缩机能顺利进行，减少启动次数及资源的浪费。
3.4变频技术在煤矿风机中的应用
在煤炭开采过程中，需保证矿井内的通风状况。由于工业技术水平限制，矿井内通风的设计方案也比较多，现阶段主要是通过调整煤矿风机的位置来保证矿井内通风状况，在位置移动过程中，不可避免就会给煤矿风机造成不必要的磨损，同时，不同位置需要煤矿风机的频率也不相同，频繁更换位置及频率会影响煤矿风机使用效率。如果在使用煤矿风机的过程中加入变频技术，就可使通风问题在开采过程中得到很好的解决，减少了一些不必要的资源的浪费，同时保证了煤炭开采顺利进行。
结束语
总之，进入21世纪以来，变频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。近年来，随着变频技术的不断成熟和广泛应用，其节能效果日渐凸显，而且其调速性能也非常的稳定。本文主要分析了变频技术的基本原理，并在基础上就其在煤矿机电工程建设中的应用实践进行了分析，以期为变频技术的应用和推广，提供一些参考。
参考文献：
[1] 曹宏伟.变频技术在现代煤矿机电中的应用[J].中国高新技术企业，2015（10）：67-68.
[2] 冯刚，李建国.变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践[J].电子技术与软件工程，2014（20）：126.
论文作者:周继龙
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/14
标签：煤矿论文; 技术论文; 空气压缩机论文; 设备论文; 过程中论文; 提升机论文; 机电工程论文; 《电力设备》2017年第35期论文;