摘要：煤矿生产作为一项高能耗的作业，它要求在尽可能提高生产效率的同时，也尽可能节约能耗。在煤矿生产作业中需要运用到许多种类的煤矿机电设备，煤矿生产能耗主要就是来自于这些煤矿机电设备的运行能耗，所以，若想实现节能目的，应当要积极应用煤矿机电变频控制技术。本文主要针对煤矿机电变频控制技术与节能进行了分析。
关键词：煤矿机电工程；变频技术；应用
1 引言
在推动能源革命和经济发展新常态下，煤炭市场呈现低速增长甚至零增长态势，国家针对煤炭行业的诸多问题，先后出台政府干预的宏观调控政策，依法依规对现有涉煤行政审批事项和相关收费进行全面清理，制订与国民经济发展水平相适应的、统一的污染物排放收费标准，以排放标准控制能源消费量，调控和优化能源消费结构，重塑公平的能源竞争环境等重要举措。
2 变频技术的原理
变频控制技术的基本原理是利用变频器来实现对电频频率的控制。变频器是一种结构比较复杂的设备，其主要由三部分组成，这三部分分别是：电源板、电极电容及控制面板。对于一些传统的机电设备而言，由于其中没有使用变频器，所以其的电流频率是不可改变的，而只能够长期以恒定状态进行运行。但在恒定状态下，机电设备无疑能耗较大，久而久之也会影响到设备的使用寿命。而如果在机电设备中应用了变频控制技术，即使用了变频器的话，则可以结合实际生产需求来灵活地改变设备的运行速度、调节设备的运行状态，从而避免很多不必要的能源消耗，最终实现生产节能和提效的目的。具体来说，应用了变频控制技术的机电设备在运行过程中，其所需的工频电源首先会经过整流装置的处理，使原本不可调控的电压及频率的交流电转化成为可调控的直流电，然后再根据实际生产需求来调控直流电的幅值及频率，最后通过逆变装置将直流电转化成为设备运行所需的交流电，并用之来驱动设备进行生产作业。另外，一般情况下，为了充分发挥出变频控制技术的作用，除了使用变频器以外，还需要再配备空气自动开关、噪声消除器等相关辅助装置，这样可以更好的保障电流输出的安全性与稳定性。
3 变频节能技术现状
随着我国经济的发展，对煤炭能源的需求不断加剧。我国逐渐成为了世界上耗能的大国，作为最大的发展中国家，我国的社会经济水平及科学技术不断发展过程中，在能源有效利用率上整体水平偏低，存在煤炭资源开采高耗能的情况，一定程度上有碍煤炭行业可持续发展战略。为了顺应时代对环保的发展需要，实现煤炭行业可持续健康发展，亟待呼唤节能环保的开采技术出现。近年来，随着国家对中小煤炭企业的管控及人们环保意识的进步，煤炭行业纷纷采用变频节能技术，并在煤炭机电设备中广泛使用。在众多采煤机、皮带传输机和提升机等机械设备上装置变频节能技术，可有效提升设备的稳定性、安全性，同时减少煤炭开采过程中的机电设备高耗能的情况。实践中发现变频节能技术的使用，可有效降低机械设备的维修频次、保养频次，煤炭企业降低对机械设备维护保养的成本，有效的提升企业的经济效益和生产效益。
4 变频节能技术在煤矿设备中的应用
4.1 皮带输送机
皮带输送机利用皮带和辊轮把煤炭输送出来，是一种通过摩擦力和张力进行牵引的设备，是煤矿生产的重要设备之一。皮带输送机驱动电机需要采用液力耦合器来实现软启动，无法根据煤炭资源重量来实现变频调速，驱动电机保持在恒定转速状态，存在着较大的电能浪费。变频技术可以实现液力耦合器的软启动功能，启动电流数值较小，可以避免驱动电机产生发热和冲击现象，可以把皮带输送机煤炭输送性能完全发挥出来。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆变频调速装置也可以把电机进入到发电状态的电能回馈到电网中，避免由于制动造成的电能损失，避免对机械设备产生冲击，可以提高设备使用寿命。采用四象限变频调速技术，需要把整流桥改进行IPM功率模块，从而建立起可控整流桥。驱动电机工作于发电机状态时，逆变控制电路具备整流功能，而变频器电源端的整流电路起到逆变作用，可以把电能输送到电网当中。
4.2 矿井提升机
矿井提升机在煤矿生产作业中的应用非常重要，并且矿井提升机通常都是在比较恶劣和繁重的环境下进行运行，实际运行条件非常复杂，因此必须要有效保障设备的质量和性能，否则将会给煤矿生产带来十分不利的影响。矿井提升机在实际运行过程中，需要一直反复执行操作和重启命令，期间有着非常多的调速任务，这导致其非常容易在运行过程中出现故障问题，而一旦设备发生故障，则会直接影响到整个煤矿生产作业的正常开展。所以为了解决这一问题，需要在矿井提升机中应用变频控制技术。通过在矿井提升机中应用变频控制技术，可以辅助设备进行更高效率和高质量的作业，并节省大量的能源消耗，有效避免因一直反复执行操作和重启命令而导致设备出现故障。另外，近年来市场上针对矿井提升机又专门研发出了一种新型风光提升机变频器，将之应用在矿井提升机中，可以与矿井提升机之间产生更高的兼容性，从而更好地强化矿井提升机的性能、更加充分地发挥出变频控制技术的优势，因此这种新型风光提升机变频器未来将在矿井提升机中展现出更加广阔的应用前景。
4.3 煤矿采煤机设备
煤矿采煤机是煤矿企业运行过程中的重要作业工具，在很大程度上支持着采煤工作的开展。采煤机能否有效运行，对煤矿的生产效率及工作人员的绩效薪酬产生着十分重要的影响。采煤机承受着较大的机械应力，在工作过程中需要在一条采煤动线上不断重复，而且由于工作环境温度低、湿度大且存在一定的腐蚀性液体和气体，所以，在煤矿运营过程中，采煤机常常会出现各种故障。但是，采煤机出现故障不仅严重影响着工作人员的生命安全，而且还可能引发各种严重的安全事故。变频节能技术在采煤机中的应用必须要从采煤机的特殊性出发，并在此基础上实现采煤机的升级改造。首先，技术人员可以从变频器的现状出发，在采煤机中装入相应的数控软件，有效利用变频器提升采煤机的采掘速度和工作质量，提高采煤作业的针对性和采挖效率。其次，变频节能技术可以减少采煤机的损坏，从而有利于节约采煤机的维修费用。然后，技术人员应加强产品的研发、升级，不断研究新型采煤变频器，提升变频器的兼容性，将以往的“一拖二”系统向“一拖一”系统转型升级，促进采煤机有效性的进一步提升。
5 结束语
总而言之，变频节能技术在煤矿机电设备中的应用可以有效调节设备的用电情况，减少电能消耗。对变频节能技术在煤矿机电设备中的应用进行研究，可以有效发现设备运行过程中发现的问题，并从问题出发采取有效措施加以解决。所以，煤矿的技术工作人员应当加强对变频技术理论知识的学习，并结合设备运行的实际问题，不断探索优化措施和方案。
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论文作者:李磊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
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