摘要：科技的进步，促进人们对能源需求的增多。煤炭产业一直是能源资源消耗型的产业，煤炭产业的节能发展，始终要从技术设备入手。变频节能技术，作为一个新型的、解决能源匮乏的技术备受大家的重视，因此要想合理的使用中国的重要能源就必须要使用变频节能的技术。其中在煤矿业中的机电设备中应用的极为广泛，中国煤矿资源在经济发展中起着重要的作用，而变频节能技术的应用让煤矿开采变得容易且安全。本文就煤矿机电设备中变频节能技术的应用展开探讨。
关键词：煤矿机电设备；变频节能技术；煤矿生产安全
引言
在我国资源使用中，煤炭资源的地位十分重要，并在经济发展中日益发挥着非常重要的作用。但我国煤矿频繁发生一些安全事故，产生比较严重的内耗。国内很多中小煤矿将变频节能技术广泛应用于生产中，煤矿机电设备使用中，变频节能技术的应用日渐广泛，并使我国煤矿生产中存在过大能耗的问题得到妥善解决。
1变频节能技术在煤矿机电设备中应用的作用
变频节能技术是指，通过调整设备运行中的电流频率，降低设备运行过程中的电能消耗，实现节能效果的一种技术。变频节能技术主要基于变频器设备，这种设备通常包含电源装置、电极电容装置、指令输入装置、数控装置等。变频器通过这些设备的配合，改变机电设备运行的电流频率，进而改变设备运行的转速。变频节能技术在煤矿机电设备中的应用，主要有以下几方面的积极作用：①有利于煤矿整体运行能耗的降低，推进煤炭生产行业，由资源能源消耗型产业，向集约型产业的反向发展。②提高机电设备运行的稳定性，减少机电设备长时间运行造成的设备损耗，减少煤矿企业在巡检与维修中投入的人力物力，提高煤矿机电设备管理的实际效能。
2煤矿机电设备中应用变频节能技术的基本原理
通常在煤矿节能设备中，GTR和IGBT模块才能得到更好地更替和运用，使煤矿节点设备功率在IPM模块运作中的发展逐渐增大。另外，在理论实践上对压频比控制方式不断革新，采用矢量控制方法在最大范围内使变频节能技术得到长时间运用。各类型的变频技术在最大范围内通过人工神经网络及模糊优化控制的方法使其得以集中，由单一数字信息处理技术向专用集成电路逐渐发展，比较有代表性的就是精简指令计算机及数字信号处理器等。此外，在煤矿机电设备中变频技术逐渐得到综合性应用，不只是具有最基本的调速功能，还具有编程及识别参数等一些功能。通常在使用中变频器都是采用电力半导体通路和固定不变的交流电频率向电压和频率的不断变化进行转换，改变频率也使调速功能得到较好的实现效果。
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3变频节能技术在煤矿机电设备中应用的分析
3.1在采煤机中的应用
现阶段，变频节能技术应用于采煤机，形成了采煤机变频调速系统，并且得到了不错的发展以及更为合理的完善，大大地改善了以前“一拖二”（指一个设备可以输出几个分支，比如1台压缩机带2个散热器，即为一拖二）的现象，已经发展为现状的“一拖一”，以国产电牵引采煤机为例，其在变频节能技术应用支持下所设计制造的采煤机变频器工作电压能够达到380V，同时最大行走功率达到2伊100kW，能够在额定转速下实现恒定转矩调速，在额定转速上实现恒定功率调速，以及在2台变频器间实现转矩的平衡和主从的控制等重要功能。随着变频节能技术的改进和不断完善，使得其可以与煤矿设备对电牵引的需求完全符合，在牵引尺寸上对电机设备进行限制，亦使得其在功率上不能较大。对于相同尺寸规格的机电设备来说，交流电机更可以有效提升功率和系统的可靠性。就一般情况而言，对变频结构系统的牵引不可能只有一种电机，而其中的交流系统以及直流系统因其可靠的使用性能和较长的使用寿命等诸多优点，得到了广泛的应用。另一方面，通过使用牵引变压器来为牵引部分提供电能，可以改变原有的电流模式，再通过大功率的晶闸管的作用将其转换成可变频率和电压的交流电，从而做到无极调速。此外，变频技术还起到了保护煤矿机电设备的作用，最为常见的就是过负荷以及熔断丝切断等等。通过使用变频技术的相关保护功能，在发生故障及危险时，保护功能会立即终止变频器，故障的情况也会被显示到数码管上，利用数字面板对参数进行合理的设置，从而保障其在额定转速上进行恒定调速。
3.2在煤矿提升设备中的应用
提升机主要负责煤矿机电设备、人员、产品的运输。在实际的使用过程中，煤矿提升机需要反复的开关、反复的启动，这导致煤矿提升机的设备故障率比较高。为了保障提升机的运行质量，使其在复杂的作业环境中稳定的发挥性能，提升机一般采用固定频率的机电设备，运行的过程中，电流与电压的运行状况比较稳定，因而变频技术在煤矿提升机中的应用，一直是一个技术难点。目前技术人员，为了解决这个难题，主要采用以下变频应用方式：①应用具有传感设备的半导体将提升机中的电流信号转变为其他形式的电流信号，将交流电转换为直流电。②加装智能压力感应的逆变器，对提升机的电流和电压进行智能化控制，使提升机进行调速运转。如图1这种变频器的应用方式，既能减少提升机在运行过程中的电能消耗，不影响煤矿的正常生产活动，保障提升机的工作性能，又能对提升机的运行，进行智能化的设备管理与设备监控，及时发现提升机运行过程中的过压与欠压现象，监控提升机运行环境的电流状况，提高提升机运行的稳定性，减少提升机的故障率。
3.3流体负荷设备
在流体负荷设备中，变频节能技术的应用也十分广泛。主要应用于煤矿机械设备中，变频调速功能普遍应用于风机和泵机内部，该功能应用于风机中的范围较广。在煤矿开采中，新型风机的应用较为广泛。不只是转速已降低的十分明显，也显著降低了实际输出功率，不只是与煤矿生产特点更好地适应，还可使电能消耗显著降低。变频调速设备不只是进一步增强了煤矿机电设备工艺控制的灵活性，还可使机械受到的冲击力有效降低，进而有效提高产品质量。随着抽水泵控制中逐步引入变频节能技术，煤矿井下不断增强了液位稳定性，有效利用能耗的降低，进一步提高了煤矿生产的安全性。
3.4在皮带输送机中的具体应用
在现实的开采过程中，环境非常复杂，且皮带输送机的运输距离又非常长，因此需要皮带输送机有更加强大的性能来保证安全生产。且皮带输送机主要工作设备是最两端的滚筒，也就是主要的驱动装置，在工作过程中由滚筒来拉紧输送皮带，之后靠摩擦来驱动以此来运输生产的煤矿等。由此我们可以知道，在工作工程中皮带一直在克服环境所带来的阻力，而两端的拉力又能让皮带紧贴在滚筒上。在煤矿生产中，一直靠滚筒的驱动方式来运输会严重的损伤运输机的寿命，为了维护皮带运输机就必须要引入变频节能技术来减少运输物资带来的摩擦。
结语
综上所述，变频节能技术的应用，能够调节煤矿机电设备的用电状况，缓解当前煤矿生产中能源消耗量大的现象。从本文的分析可知，研究变频节能技术在煤矿机电设备中的应用，有助于煤矿机电设备管理人员，从问题的角度出发，对现有的机电设备运行方式进行改进，发现当前设备运行管理中存在的不足。因此，煤矿工作人员，要加强对变频技术的理论学习，并在设备管理实践中，探索优化设备节能效率的方式。
参考文献
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[2]周飞龙.煤矿机电设备自动化技术的现状及应用研究[J].工程技术研究，2018（15）：63-64.
论文作者:宋宁
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/9
标签：煤矿论文; 机电设备论文; 节能技术论文; 设备论文; 提升机论文; 技术论文; 皮带论文; 《防护工程》2019年9期论文;