摘要：由于变频技术在煤炭的开采中能给煤炭商带来巨大的经济效益，并且能尽可的保护我国的生态环境，我国现如今已经有不少的煤炭生产商都开始采用变频技术。变频技术已经被煤矿机械设备的很多部分投入使用，例如上文已经提到到的提升机和通风机。自从这些设备运用变频技术以后，其时不但工作效率高，而且潜在的经济效益巨大。鉴于此，本文主要分析变频技术在现代煤矿机电工程中的应用。
关键词：变频技术；煤矿机电工程；应用
1、变频节能技术的基本原理
通常情况下，变频节能技术就是借助一定的手段把交流电向直流电进行转换，然后向相应交流电的频率对其进行调整。具体步骤为：首先在整流器的作用下，使输入交流电流逐渐转化为直流电，并进一步把直流电转化为频率可控的交流电，最终向电动机输出。
实际上，变频器一般是由逆变器、整流器以及控制电路构成，其中的逆变器可以完成直流电向交流电的转变，整流器能够实现对交流电的有效调整，并使其顺利的转化为直流电。控制电路则需要在运行指令的控制下，实现对逆变器与整流器的有效控制，从而实现电流频率的改变。为了确保电流输出效果理想，并且足够安全，需要将自动空气开关、噪声滤波器等相应的配套设施设置在变频器外部。实验表明，与工频运行相比，变频运行具有很显著的节能效果，不同负载状态下节能效果也各有不同。
2、变频技术对煤炭生产发挥巨大的作用
为了满足现代社会人们工作和生活对煤炭的需求，我国大部分地区的煤炭商为了巨大的经济效益开始对各地的煤炭资源进行疯狂的开采，导致我国本就匮乏的煤炭资源极度减少。众所周知，煤炭作为一种不可再生资源，使用后就无法再被回收利用，这就导致了我国的煤炭商在煤炭开采行业的竞争越来越激烈。煤炭行业由于其特殊的工作环境和巨大的工作量，为了尽可能的保护好工作人员的生命财产安全，许多开采工作不得不需要机械设备来完成。这些机械设备在工作时需要源源不断的供电，且用电量巨大。煤炭开采商为了尽可能的提高机械设备的节能效率，并且最大程度上的保护环境。越来越多的煤炭开采企业将希望寄托到机械设备的变频技术中。在煤矿行业的机械设备中采用变频技术，可以尽可能的节能减排、保护环境，最大程度的提高企业的竞争力。
3、变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践
3.1、在提升机中的应用
提升机是煤矿机电工程中经常会使用到的，在开采过程中承担着货物运输功能，还有对开采工人的运送功能。但在具体应用过程中，由于开采的深度、难度在不断增加，对提升机的要求也越来越高。在这样的情况下，要调整提升机的速度及启动关闭。这样就能在利用最小成本的情况下达到最大的开采效率。由此可见，提升机在整个煤炭开采的过程中，有着重要地位。提升机的工作主要是通过在控制电路中加入金属电阻元件，通过电阻控制转速的大小。这种传统的电机浪费了较多的资源，还会产生多余热量，造成了不必要的资源浪费。另外，由于精确度不高，在进行调节的过程中就很难将其调节到合适范围。传统的提升机在升降设置中无法实现自动化，就要使用额外的辅助设备，这肯定会造成一定的资源浪费。在这样的现状下，要在提升机运行中应用变频设备，才能保证提升机的稳定运行，保证资源的有效利用，避免资源浪费，减少了继电器的使用频率，降低了维护费用，还能减少因设备上升、下降造成的磨损，提高机械设备的使用寿命。
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3.2、在煤矿风机中的应用
现阶段我国拖动风机、泵类以及压缩机等设备用电量在总用电量的一半以上。风机对于煤矿生产来说是必不可少的重要设备，煤矿生产的不同阶段对风机的使用要去有决定作用，对风机的模式进行重复的变更是应对上述现象的传统做法，操作繁复是这种做法的显著特征，不仅会在一定程度上给工作人员带来更大的工作难度，同时也是导致风机出现故障的主要原因。部分风机的价值与意义也不能得到最大限度的发挥，最终导致煤矿生产成本出现大幅度增加的现象。为实现对上述技术的有效解决，必须在风机中实现对变频技术的应用，矿井通风问题也可在这一过程中得到有效解决。风机性能曲线可对风机节能效果进行直观体现，工作人员为实现对风机性能曲线的改变可对电机的转速进行适当调节。将满足工艺要求作为基础促使风机高性能的保持。在相同的工频下，功率呈现出一种大幅度降低的趋势。
3.3、在空气压缩机中的应用
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，就要积极应用变频技术，以此来实现电动机的实时调速，有效控制电极用气量的大小，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。
3.4、在皮带设备中的应用
在矿山企业运行过程中，皮带运输机的使用频率会远远高于设备提升机。皮带设备通常放在运输大巷中，煤矿的开采能力在很大程度上都依赖于运输机的输送能力，皮带运输机长度常常都有几百米，将从工作面开采出来的煤直接运送到井底车场。皮带运输机的工作原理是依靠皮带与滚筒之间的摩擦运行，在皮带运输机刚开始启动时，需要巨大的电流，如果不能控制启动时的电流，那么必然会使运输机电路和相关设备元件造成巨大损害。在运输机运行过程中，因为皮带的运动是依靠摩擦力来运行的，所以在皮带与滚筒之间会产生很多热量，当温度不断升高时，达到某一值时，就会使皮带受到磨损，皮带的不断磨损会增加设备的额外运营费用，同时也会产生安全隐患，在皮带运输机中采用变频技术可以减少运行过程中的皮带发热量，控制皮带输送机启动时的电流，使整个机器在运行过程中稳定运行，降低生产过程中的安全隐患，从而节约机器的维护费用。
总之，科学技术的不断发展推动了变频技术的普及和应用，越来越多煤矿机电工程中开始采用变频技术，因此，变频技术被广泛应用于煤矿机电设备中。在这样的现状下，煤炭企业迎来了新的发展机遇。变频技术的应用能有效节约能源，进一步提高煤炭企业竞争力，降低开采成本，提高煤矿机电设备使用寿命。综上所述，变频技术是一项新技术，调节性能强是其最大优点，因此，加强对煤矿机电工程中变频技术应用实践的研究具有很重要的现实和理论意义，有利于煤炭企业的发展。
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论文作者:杨磊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/15
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