摘要：随着煤矿企业的不断发展，在生产规模不断扩大的同时，机电设备在煤矿企业中的应用也开始变得广泛，因此为了促进煤炭企业地发展，就需要在传统机电设备的基础上应用变频技术，实现生产设备的升级转型，提升企业发展动力。
关键词：变频节能技术；煤矿机电设备；应用
1变频节能技术的运行原理
在变频技术未在煤矿企业机电生产设备中大量使用前，机电设备的启动需要使用交流电来完成，造成大量的资源浪费。而根据目前已有数据分析可得，通过变频技术在煤矿机电设备中的使用，可迅速改变交流电的传输速度，从而实现对电能的消耗。目前，变频技术在煤矿机电设备中的使用已经取得了一定成效，且主要表现在以下几个方面：第一，变频技术使得煤矿机电设备更具智能化与科学化；第二，变频技术的使用，使得煤矿机电设备节能的理论与技术发展更加成熟；第三，可以借助变频器实现对交流电机矢量和转矩的有效控制；第四，通过变频器智能化操作帮助实现对设备的自由控制。因此，变频技术能够有效将交流电进行转化，有力推动机电设备智能化及工作效率水平。
2变频技术的发展前景
目前，随着社会科技发展的不断进步，变频技术已经开始广泛地在各类机电设备中进行使用，并已经取得了相对较好的发展成绩，而随着变频技术的智能化操作模式的发展，也使其在多个机电领域内得到了发展。目前变频技术优势在多个行业的逐渐展现，使越来越多的企业和行业认识到了其自身价值和优势，纷纷开始积极引进变频技术。并且随着目前自动化技术和网络技术的不断发展，促进变频技术的集成化技术也在不断发展，不仅实现了对机电设备运行速度的有效调节，还可以借助计算机技术实现更高级别的机电操作。
3变频器分类
变频器大致可分为三类，分别是电流型、电压型和高低高变频器。电流型在逆变成直流后增加电感元件，使其具有四象限运行功能，有利于电机制动，缺点是必须对逆变桥强行换流，内部结构复杂，调整和维修较为困难，产生的谐波较大，会对电机设备造成一定干扰。电压型在直流环节增加电容元件，导致其不能进行四象限运动，优点是产生的干扰小，缺点是需要增加制动系统，必要时还需增加正弦滤波器，应用较为不便。高低高变压器主要是利用降压、升压的方式控制电压和频率，需要增设降压变压器和升压变压器。
4变频节能技术在煤矿主要机电设备中的应用
4.1变频技术在采煤机中的应用
采煤机是煤矿开采的核心设备，集机械、液压、电气为一体，组织结构复杂且庞大。由于地下煤矿工作环境非常恶劣，导致采煤机经常出现故障，给采煤企业造成了巨大的经济损失。但是，利用采煤机进行采煤，可以减少人工劳力，提高采煤的安全性，且机器可日夜工作，提高了采煤的工作效率。随着我国数字化技术和计算机技术的高速发展，采煤机更加智能化、人性化、简单化，采煤故障明显降低。但是，这些高科技的运用都需要耗费大量电能，增加了采煤成本。尤其是近几年，国家提倡可再生能源发展，各行各业开始关注可再生能源，逐渐淘汰非再生能源。煤作为主要的非再生能源之一，市场需求逐渐缩短。为求生存，煤矿企业必须降低生产成本，而节约能耗成为降低生产成本的重要对策之一。为节约能耗，很多煤矿企业开始关注电流型变频器，并将其应用于采煤机，根据采煤机工作实际需要改变电压和频率，使电压和频率始终以最适合采煤机的状态进行工作，从而减少电压和频率过高或者过低产生的能耗，最终实现节能。
4.2变频技术在煤矿空压机中的应用
变频技术在煤矿空压机中的应用，可以为空压机的启动方式提供压力闭环控制或开环控制手动调节这两个模式选择。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当设备在进行运转时，可以通过对压力闭环系统的操作，实现根据差值对空压机转速的自主调节，工作人员也可通过变频器设置将空压机的供风压力设置为恒定值。
4.3变频技术在胶带运输机中的应用
变频节能技术可以通过交流四象限变频调速系统来远程调节胶带运输机的功率。因为在此系统之下，可以监控设备当前的热量，如果热量过高可以适当降低运输机的运作频率，如果不存在过热现象，则可以适当提高频率，在某种角度上实现了胶带运输机的“劳逸结合”。此外，胶带运输机还容易出现电机失控问题，针对此问题，通过交流四象限变频调速系统能够避免其发生。
4.4变频技术在风机中的应用
煤矿开采时间越长，矿井里易爆灰尘和瓦斯等含量越高。如果不通风，很容易发生爆炸。风机是煤矿必备设备之一，主要作用是通风，防止矿井发生爆炸。我国常用的风机设备有防爆型负压风机、轴流式风机和 K 系列矿用主扇轴流式通风机等。其中，防爆负压风机电机是煤矿防爆型专用电机之一，采用的防爆外壳可避免电弧、电火花和高温的电气部分与周围爆炸性气体混合物接触，防爆性能符合《爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型电气设备“d”》和《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》的规定。矿用轴流风机也叫轴流式通风机，不能单独用于煤矿，必须和防爆电机结合才能在煤矿中使用。K 系列矿用主扇轴流式通风机具有气动效率高、运转噪音较低、稳定性能好、安装方便、安全可靠、维修容易和节能效果明显等优点，是井下煤矿最理想的机站风机，缺点是价格昂贵。
4.5变频技术在提升机中的应用
煤矿提升机实际上是一种大型绞车，由原始的提水工具演变而来。传统提升机是一种大型机械设备。如今，提升机和电子计算机技术融合，已经形成机械、电动为一体的大型全自动重型矿山电动机械设备。它的主要驱动力是电机产生的电能，在工作过程中由于电流不精确或者调速不精确等原因，会造成大量电能损耗。将变频节能技术应用于提升机，可利用其调速功能精准调节电流，控制提升机电机运转速度，从而节约能耗。此外，变频节能技术和现代化先进技术结合后，还具有在线检测、滤波、过载保护等功能，不仅可以节约能耗，还可延长提升机使用寿命，提高工作效率和质量。
4.6变频技术在煤矿排水系统中的应用
在煤矿排水系统中利用变频技术后，从根本上减少了因水泵空转和频繁进行启停所导致的能源消耗及水泵机电设备的损耗，与此同时还有效降低了设备运转中存在的机械冲击，提升机电设备的使用寿命，从而降低因设备维护或修复带来的成本费用。
结束语
目前，我国煤矿开采效率不高、耗电严重、安全管理低下等问题越来越严重。“十三五”规划后，煤矿能耗严重的问题被予以高度重视，已然成为社会关注的新焦点。煤矿耗电主要是机电设备，如风机设备、运输机械等。这些机电设备耗电能量占煤矿开采耗能的60%以上，且这些耗费的电能没有被再次利用。因此，煤矿开采节能的关键环节是机电设备节能。综上所述，以上内容就是对变频节能技术在煤矿机电设备中的应用研究的论述。
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论文作者:徐超
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/13
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