摘要：我国具有非常丰富的煤矿资源，合理利用煤矿资源对促进国民经济发展具有巨大的推动作用。然而由于我国煤矿现代化开采模式起步较晚，因此存在着诸多问题，特别是一些小煤矿中开采技术比较落后，降低了开采效率，并且在开采的过程中会浪费较多能源。在机电设备中进行变频节能技术的改造，有利于减少设备的能源消耗，提高设备的有用功率，对设备整体工作性能的优化具有重要意义。
关键词：机电设备；煤矿；变频调节；技术应用
引言
我国是一个煤矿资源丰富的国家，尤其在浅层地表，蕴含着大量的矿产资源，在我国经济发展中，煤矿资源扮演着重要角色。然而，在煤矿开采上，相比于其他煤矿资源丰厚的国家，我国却仍存在着煤矿开采效率低、安全性不高、耗电严重等问题，造成了巨大的资源浪费。据相关人员统计，煤矿井下的提升机、排水泵、通风机械、运输机械，仅此四大件的耗电量占据煤矿开采整体耗电量的60%以上，且耗费的多数电能并非被机械应用，而是直接浪费。基于此，提高煤矿机电设备的节能效果成为重点，变频节能技术的应用有效缓解了机械耗电问题，被广泛应用在煤矿机电机械中，成为节约能源、保护环境、提高效率的重要手段。
1变频节能技术的基本原理
核心变频器可以将输入的交流电流借助整流器转换为直流电，进而再把直流电转换为不同频率的交流电后传送给电动机，以实现电动机频率的可变。具体来讲，变频节能技术可以将交流电转变为可变性资源，能够大大提高电能的利用效率，还能改善机电设备的综合性能，提高工作效率，而且随着变频技术应用范围的不断扩大，在调控煤矿机电设备的同时还能有效辨识传输信息和编程参数，促进了整个变频节能技术系统的不断完善，此时变频节能技术不再受到传统控制理论的束缚，以矢量控制办法为基础，进行转矩控制，使变频节能技术在煤矿生产中的应用范围进一步扩大，并且与人工神经网络系统、模糊自动化控制系统等进行了有机融合，形成了一个综合性更强、功能更加强大完善的集成系统。
目前我国在不断开发煤矿资源，该行业的发展利润在明显下降，各行业间的竞争愈演愈烈。煤矿企业在实际开采过程时中要大量电能支持，提升节能效率需要相关煤矿企业降低成本，使得生产效率能有效提升。变频技术自身具有节能强、调节性能强的特点，将其应用在煤矿设备中，能将节能减排的目的实现，从而推动企业向着长远的方向发展。
2变频节能技术在煤矿机电设备中的应用
2.1变频节能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，由于设备的频繁开停启动及调速运转，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技术的优势，减少提升机的电力消耗。
2.2变频节能技术在采掘机械设备方面的应用
煤矿在实际开采过程中需要使用采掘机来提高开采效率，该类设备是煤矿进行开采时消耗能源较为严重的设备，并且其运行速度在一定程度上会直接决定煤矿开采的实际效率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，由于井下作业存在瓦斯、水灾、环境恶劣、地质条件影响等多种不确定因素，因而会遇到不同类型的岩层和煤层，因此对坚硬程度不同的岩层和煤层采掘机所使用的功率也不尽相同。变频技术应用于采掘设备中，使得采掘机根据煤岩的性质实现自动化开采掘进，最大程度上避免功率过度损耗的问题。特别是在复杂地质条件下可有效提升采掘机工作效率，从而弥补传统采掘机能源消耗过高的问题。
2.3变频节能技术在风机中的应用
目前，拖动风机、压缩机及泵类等设备是煤矿生产中常用到的机电设备，其用电几乎占到了用电量的一半，与国外相比，风机泵类的效率要低大约5%。在煤矿生产过程中，风机发挥了至关重要的作用。煤矿生产的不同阶段，对风机提出了不同的需求，一般是通过对风机进行充分变更来实现其运行，然而这种方法需要很繁杂的操作，并且容易造成部分风机限制，使其作用无法得到充分发挥，进而使煤矿生产成本增加。然而在变频节能技术的帮助之下，风机问题就能够得到有效解决，使不同矿井通风的需求得到有效满足。通过变频调节技术，风机节能效果得到了明显的改善，而且工作人员只需要对电机的转速进行调节，就可以使性能曲线得到改变，从而更好的满足工艺要求。
2.4变频节能技术在胶带运输机中的应用
煤矿胶带运输机一般具有重负载、大惯量的特点。以往电机启动采用的软启动器在控制煤量时需要对电动机进行多次启动，这就增加了电机设备损坏的概率。通过引进变频技术，不管煤炭量变化与否，变频器都可以使电机启闭次数得以减少，并且其操作更加简单，可以增加胶带的使用寿命；其次，液力耦合器是各皮带传送机软启动采用的装置，这会导致电机控制失灵，进而损坏设备，通过引进变频调节技术，就可以有效解决这一问题；此外，在变频器的帮助之下，由于启动电流过大而造成的电网闸顶事故就可以得到有效预防，对于人员和设备的安全起到了十分关键的作用，保证了设备的安全与稳定，同时也提高了经济效益。
3煤矿机电设备中变频节能技术的应用前景
科学技术不断进步，电子技术与微电子技术得到了广泛的应用，变频节能技术的应用不仅可以实现电能的节约，而且还可以对生产工艺流程进行完善等等。虽然我国的能源结构调整不断深入，煤炭消耗所占比重越来越低，但是巨大的基数使得其在未来发展过程中依然有着很大的需求量。煤炭行业的发展依然趋于稳定，但是这一产业的耗能很大，而国家倡导节能减排，因此煤炭企业必须对变频节能技术加以深入研究与运用，促使该项技术在企业发展过程中发挥重要作用，使企业潜能得到激发，在节能降耗的同时提高企业的生产效率和经济效益，实现依靠科技提效率，依靠科技促安全，依靠科技促发展的目的。
结束语
煤矿机电设备在进行变频节能技术改造之后，不仅可以减少设备能耗，还可以使之高效率地工作，响应了国家可持续发展战略的要求。所以在未来的工作中，煤矿企业的机电设备应当结合实际引入变频技术，以减少能源的消耗，合理地利用能源，以提高煤矿企业的生产效率和经济效益。
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论文作者:王衡,魏金玉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/6
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