摘要：在煤矿企业经营发展中，生产活动涉及内容较广，需要借助大量先进的机电设备辅助作业活动开展，对于电能的消耗量较大，而在当前可持续发展战略背景下，为了降低电能资源的消耗，运用变频技术具有十分突出的作用。故此，煤矿企业应该充分发挥变频技术优势，广泛应用在机电设备操作中，在提升煤矿生产技术水平的同时，取得较为可观的成效，对于煤矿企业在激烈的市场竞争中长远发展影响十分深远。由此看来，加强煤矿机电设备变频技术运用研究十分关键，有助于为后续工作的开展打下坚实的基础和保障。基于此，本文对煤矿机电设备系统变频技术及其应用进行了详尽的分析。
关键词：煤矿机电设备；变频技术；应用
作为煤炭大国，我国煤炭企业在国民经济发展中发挥重要作用。在经济社会不断发展的背景下，人们生活质量提高的同时煤炭资源的数量也越来越少，使得煤炭行业的竞争日趋激烈。为了发掘煤炭企业的竞争优势，尽可能的降低能源消耗，提高煤炭行业的工作效率，在实际工作中引入变频技术，能有效解决这些问题，同时，也对生态环境起到一定的保护作用。因此，在煤炭机电设备中应用变频技术能有效促进煤炭行业的可持续发展。
1变频技术分析
1.1技术原理
在煤矿机电设备的动力设计过程中，机器设备在正常使用过程中并没有必要在满载负荷的情况下进行长时间工作，为使设备既能满足工作动力要求又不造成能源浪费，很有必要在设备使用过程中融入变频技术，避免设备产生多余的力矩。变频技术包括了点击传动技术、电力电子技术以及计算机技术，是一门结合强弱电与机械设备的综合技术。变频技术的基本原理就是通过半导体元件将工频电流信号转换为其他频率，再将转换的工频交流电进一步转换为直流电，依靠逆变器对电压和电流进行控制调节，使机电设备能够达到无级调速。更进一步地讲，煤矿机电设备中的变频技术就是利用电机转速与电流频率之间的同比增长关系，通过改变电流频率来控制电机转速，实现对机电设备的有效合理控制。通过变频技术能够实现对电机的平稳、自动加减速控制，提高电机的工作效率并减小能源消耗。变频器的电路通常分为四个部分，包括整流、直流、逆变和控制部分，各个部分相辅相成，共同控制着电机的工作，共同实现对设备转速的自动、节能、高效控制。
1.2应用价值
变频技术在煤矿生产中有着极其广泛的应用，作用价值十分巨大。主要体现在以下几方面：第一，速度调节，以提升机为例，利用转子串电阻方式，此种方式的调度范围相对偏小，且准确率也相对偏低，无法保障其安全性，在具体的应用方面较易导致设备出现损坏，使得设备寿命缩短，同时扩大了维修费用支出，若是应用变频技术来予以速度调节，便会更易操作，提升机运行自然也就更加安全，设备损坏概率自然也就更低；第二，节约能源，以风机、压缩机为例，其大都采用调节气门开度的方式来实现对流量的调节，由此便会造成巨大的电能损耗，使得经济收益下降，应用变频技术来进行调节，便会有效地规避此种浪费情况，可实现对能源的有效节约。另外在产品标准化、缩小设备体积等方面变频技术也有着一定的应用价值。
2煤矿机电设备系统变频技术的具体应用
2.1在提升机中的应用
提升机在煤矿生产中发挥重要作用，是经常使用的机电设备，提升机不但要运送人员，将煤炭开采人员运送到工作区域，还要运输开采设备和材料，使用率比较高。此外，在日常施工中，提升机能有效保障开采人员的人身安全。提升机有以下几个方面的特点，其一，启动、停止频繁；其二，速度变化较为复杂。提升机主要借助电路中的金属电阻进行调速，电机的转速与电阻大小相关，不但会造成电能损耗，还比较容易造成安全问题。显然，利用额外动力完成调速的方法不能满足节能性和经济性的要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆将变频技术应用于提升机中，主要就是将交流四象限变频调速系统与变频防爆提升机结合使用，在数字信息技术和编程技术的支撑下，使得煤矿机电设备各个电路之间相互连贯，形成配合，进一步使元件之间的联系加强，从输出和输入端口对提升机进行远程控制，提高提升机的工作性能。
2.2在皮带机中的应用
皮带机在煤炭开采中的主要作用就是运输矿料，应用皮带能有效完成井下煤炭运输，但是，这一过程主要是靠摩擦力实施牵引运输，来带动皮带运动，从而会加大电流消耗。在传统皮带机运行中，主要采用液力耦合器来启动皮带机，但是较长时间的使用比较容易使皮带断裂。因此，为了使皮带机的寿命延长，就可以使用变频技术，从而在电机启动时，能缓解电流波动，尽可能的减少电能的内部消耗。通过工作实践发现，将变频技术应用于皮带机中，能大大提高能源利用率，进一步提升皮带传送效率，降低维修费用，从而实现企业经济效益的最大化。
2.3在采煤机中的应用
采煤机具有频繁的启停、调速要求，对于变频器而言，就要求可以进行四象限工作。整流电路借助于四象限变频器调整全波整流桥为可控整流桥（主要构成为智能功率模块），在电机介于具体的电动状态之下的时候，四象限变频器和两象限变频器在具体的工作之上，没有任何的差异，在电机表现为发电状态的时候，原本四象限变频器里面的逆变电路就会演变为整流电路进行具体的工作，原本的整流电路就会以逆变电路的具体形式开始工作，这样的话，有利于由电机生产的电量被很好的反馈给电网。
目前，采煤机的实际变频调速系统，在有效达到额定转速之下，针对恒定转矩予以调速，针对额定转速之上，就恒定功率进行的调速来说，还要针对两台变频器进行转矩平衡以及实施主从控制。
在采煤机中合理运用四象限变频器调速，采煤机可以在较大的范围之内对倾角工作面予以调节，能够将牵引速度维持在一个基本不变的水平，机器也不会出现下滑跑车这种具体的现象，且易于操作，结构总的来说也不是很复杂。
2.4通风机中的应用
煤矿生产主要设备中通风机具有重要的地位。作为矿井主要通风设备，运转时间长，被称为是煤矿的“呼吸系统”。随着开采和挖掘不断深入，井下的风压不断增加，通风机需要的功率也在不断增大。但通风机功率常常会成为限制井下开采效益的重要问题。通风机设备采用变频调速，可以根据巷道的风量需求情况进行调速，避免了电能消耗，应用效果十分显著。由于通风机通过变频器的改造之后还能实现变频软启动，能有效防止启动电流冲击，这既能避免对电网设备的冲击，又能随意启停。在大部分时间里面，通风机都是在较低的速度下面运行，所以大大降低了通风机工作强度，使得通风机的使用寿命得到延长，避免不必要的维修。
结束语：
变频技术应用于煤矿机电设备是采矿技术发展的必然结果，更是机电设备性能优化的必然选择。目前，深入研究变频技术在煤矿机电设备中的合理应用，来切实提升设备的应用效率值得重视，这不仅可以促进变频技术的发展，还能为进一步推动煤矿机电设备改进奠定必须的技术基础。
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论文作者:武建英
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/3
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