摘要：伴随经济的不断进步，煤矿行业也在飞速发展，变频节能技术在煤矿机电设备中的应用越来越广泛。在某种程度上可有效降低电量消耗并实现节能减排的目的。本文主要对变频节能技术在煤矿机电设备应用进行了深入探讨，为更好地促进煤矿行业的发展打下基础。
关键词：变频节能技术；煤矿机电设备；应用
1 变频技术的概述、原理及作用
1.1概述
变频技术改变了以往机械传动和液压传动的方式，使得电气传动的方式得到应用。变频技术的核心元件为变频器，通过变频器可以将电网50Hz的频率，转变为变化的频率。电动机的转速跟频率成正比的关系，当交流电通过变频器时，可以将固定频率的电流转变为电机需要的频率，达到改变电机运转速度的目的。变频技术可以使电动机以较低的转速启动，解决了瞬时启动时容易造成电网电压不稳定的问题，也降低了能耗。煤矿生产中所需的大功率设备较多，比如胶带输送机、采煤机、通风设备等，这些大功率设备用电量较大，在开启、停止或减速制动时可能造成电网电压的不稳定，影响线路的正常运行。变频技术可以很好的解决这些问题。
1.2技术原理
基于电压恒定的状况下，变频器采用电力半导体期间的通断效果，促使无法变化频率的交流电转变为可改变的交流电，同时基于这一转换还可实现变频调速。变频技术的出现为人们的日常生活也带来了巨大的便捷性，且也使得工业生产更加便捷，其最初是为了满足于对电流频率调节的需求。
1.3变频技术的主要作用
1.3.1调速
例如在某些矿用运输设备中，传统调速采用的是转子串电阻，这种方法不但调速范围较窄，而且准确率较低。在调速过程中，还容易发生设备损坏、寿命损耗的现象，大幅增加了整体运行成本。当采用变频技术后，可以使其更加安全地运行，不但提高了使用性能，更可以减少损耗，延长使用寿命。
1.3.2节能
例如在风机或者空压机中，传统方式是通过采用调节气门的开度来实现不同输出的方式，这种方式浪费了大量能源，大幅降低了整体经济效益。如果采用的是变频技术，此种情况就完全可以避免。
2 变频技术在煤矿机电设备中的具体应用
2.1变频技术在采煤机电设备中的应用
采煤机是煤矿开采中不可或缺的机电设备，在开采过程中采煤机开采过程较为复杂，并且启动与停止频率较为频繁，强行受阻会影响采煤机的使用寿命。因此将变频技术引入到采煤机工作中，使采煤机能够以一种匀速的方式进行工作，控制采煤机下滑和溜车的现象，实现采煤机调节精准控制。
2.2变频技术在提升机电设备中的应用
提升机在煤矿开采中的作用是将设备、物料、人员从地面输送到地下，或者把设备、人员等提升到地面，起到地上与地下的运输作用。在煤矿开采过程中，提升机每天都需要上下频繁使用，不同物资的运输对于速度的要求不同，例如设备的运输的速度要比人员运输的速度慢，如果都以运输设备的速度运输,会降低煤矿生产的效率。并且频繁地上下操作提升机所消耗的电能非常大。所以引入变频技术，控制提升机上下运输的速度，可以满足不同运输的需求，同时还可以降低电能的消耗。此外，传统提升机在控制上下速度时会选择通过增减电机的电阻来完成速度的变化，这种方式一方面调节速度的范围较小，另一方面调速的稳定性难以保障，极易造成电阻的损坏。而引入变频技术，通过电路程式来调节提升机的速度，提高了变速的范围，并能够提升变速的稳定性，这样还可以延长提升机电机的使用寿命。
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2.3皮带机中的变频技术
在煤矿企业正常生产作业活动开展中，皮带机主要是通过电机转动牵动皮带运转，将矿料运输到煤矿作业现场。而皮带机的正常使用需要充足的启动电流方可实现。皮带机在启动运转时所产生的电流较大，造成电压和电力变化的同时，还会加剧设备磨损和老化，为后续生产活动埋下一系列安全隐患，影响到机电设备原有作用发挥。故此，变频技术在皮带机中运用，有助于皮带机启停稳定，降低电能的消耗，提升能源利用效率。可以说，变频技术较之传统的技术而言，可以有效提升设备运行效率，同时还可以降低设备维护费用，提升煤矿企业市场竞争优势，创造更大的经济效益。
2.4通风机中的变频技术
煤矿开采作业中，通风机设备运行直接影响到煤矿开采活动的安全稳定开展，通风系统需要长期运转，为井下作业营造一个良好的环境。尤其是在煤矿开采作业活动的持续深化阶段，我国的煤炭作业已经进入了一个深入开采阶段，所以对于井下作业环境提出了更高的要求。但是，通风机在实际运行中，也存在一系列安全隐患，在瞬时启动时产生的电流较大，加剧机电设备运行磨损、老化。通过变频技术的运用，可以有效降低电能损耗，确保机电设备的安全稳定运行，延长设备使用寿命，带来更大的经济效益。
2.5煤炭企业的流体负荷设备对变频节能技术的应用
煤炭企业的流体负荷设备对变频节能技术的应用，主要是在应用变频调速技术对风机的运转速度和泵的运转速度进行调节。变频调速技术对风机运转速度的调节力度是非常大的。由于煤矿工作环境比较特助，在变频调速装置的设计上也会考虑到煤炭环境的特殊需要进行技术改造，以降低风机的运转速度。电机的输出功率达到了前导器关闭时风量以及风压的1/3。这种设计更符合矿井生产环境，平均每年可以节约大量的能源，电费也相应地降低。在煤矿要求的液用泵上安装变频调速装置，可以提高液用泵的灵活度，能够对工艺系统提高控制力度，保证产品质量。使用变频调速装置还可以对液用泵的运行速度有效调节，可以使液用泵空转的时间缩短，不必要频繁地启动、停止，可以节约锻炼的能源。设备的运行成本降低了，确保矿井安全生产。
3 变频技术发展方向与应用前景
3.1主要发展方向
随着变频技术的不断发展与成熟，人们逐渐意识了到它的价值与优势，并开始积极主动地采用，在下一步发展过程中，其主要发展方向为：交流变频技术向直流变频技术转化，由脉宽调制向脉幅调制控制技术改变，高集成智能功率模块功率器件的发展。
3.2应用前景
作为产煤大国，在煤炭业现代化过程中，煤矿机电设备的现代化尤其重要。在其开发改进过程中，必须注意其节能、高效的推广与应用，而变频技术正是关注的要点。通过在传统机电设备中应用变频技术，能够对设备的高发热、高耗能、调速不准、设备损耗高等问题起到良好的解决效果，减少各关键设备的安全隐患。
结束语
现代社会突飞猛进的发展势头为变频技术的应用打下了基础，主要对变频技术的具体应用及节能控制方面的应用进行了深入探讨，因其具有诸多控制能耗的优势受到了广泛推广及应用。变频技术的引进，极大地促进了煤炭企业的发展，节能控制的应用不但降低了电耗还促进了经济效益的提升。煤炭企业应不断地对机电设备进行更新，最大化促进企业快速向前发展。
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论文作者:李朱林1,李俊2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/17
标签：煤矿论文; 技术论文; 机电设备论文; 设备论文; 速度论文; 节能技术论文; 作业论文; 《电力设备》2017年第19期论文;