摘要：对于煤矿企业来说，效率与节能安全是煤矿生产中必须要遵守的两项原则。在现代社会快速发展的形势下，对于能源的需求量持续增加，煤矿生产压力也越来越大。在实际煤矿生产中，为实现节能与安全生产的目的，就必须要优化改进煤矿生产机电设备，提升机电设备的运行性能。在煤矿变频节能技术的应用下，煤矿机电设备的性能得到了优化，同时也为煤矿生产提供了可靠的支持。文章将围绕煤矿机电设备中变频节能技术的应用展开讨论，以期为业内人士提供参考。
关键词：煤矿；机电设备；变频节能；技术应用
引言：我国煤矿资源较为丰富，属于煤矿大国。当前，煤矿产业在社会经济发展中占据着极为重要的地位，对我国经济的增长产生着重要的支持。然而在实际煤矿生产中，存在着耗能严重，生产效率不高的问题。此外，部分煤矿企业所采用的开采技术较为落后，煤矿生产安全与效率难以得到保障，并且在生产中所消耗的能源较多。为解决上述问题，变频节能技术逐渐被应用到了实际生产当中，并且取得了不错的成效，在煤矿领域具有长远的发展前景。
一、变频节能技术原理
变频节能技术的应用能够有效提高煤矿生产机电设备的性能，与传统的交流电相比，具有较大的差异性，主要原理是对交流电的固定频率进行转换，进而能够促使交流电成为可变性资源，最大程度上提高交流电的利用效率。随着科学技术的快速发展，科技人员研发出更加智能化的功率模块IPM，提高了变频功率。变频节能技术打破了传统的控制理论，主要应用的控制方式就是压频比控制方式，其工作原理就是矢量控制方法，可以实现直接转矩控制，扩大了变频节能技术的实际生产范围。随着信息技术和网络技术的快速发展，逐渐研发出了人工神经网络、模糊自动化控制等高新控制方法，提高了变频技术的集成系统，并不局限于数字信息处理，逐渐发展为集成电路。变频技术不仅能够提高机电设备的速度，还能够实现参数的形成以及传输信息等工作，并且通过电力半导体器件的通断作用，实现将频率、电压不变的交流电转换为频率、电压可变的交流电控制设备。
二、变频节能技术的发展情况
随着社会的发展，电力电子技术与控制理论的不断进步，变频技术在煤矿机电设备中的广泛应用，变频技术的理论与应用得到快速发展。在功率方面，变频技术经过了GTR、ICBT的更替，并发展出了智能功率模块IPM。在控制理论上，压频比（U1/f）控制方式得到改进，矢量控制与转矩直接控制被广泛应用于变频器中，模糊自优化控制、人工神经网络等控制方法成为新的研究方向。在功能上，变频器的综合化提高，不仅能够完成基本调速功能，还具有编制程序、参数辨识、通信、节能等功能，变频器的应用越来越广泛。变频调速技术是改善电动机驱动方式的一种先进技术，能够使电动机在较为节能的转速下运行，取得了较明显的节能效果。煤矿井下的环境较为特殊，瓦斯、煤尘等易燃易爆物质是矿井下必备产物，为煤矿开采带来较大危险性。随着科技的发展，变频节能技术在其他设备充分展现其节能、调速等效果，该项技术才真正被逐步应用于煤矿机电设备上。伴随变频节能技术的应用，设备运转效率大大提升，提高了煤矿机电设备的性能，节约了电能的使用，减少了电能的浪费，提高了煤矿企业的经济效益，提高了我国经济效益与社会效益。
三、变频节能技术在煤矿机械设备中的应用
1、变频节能技术在采煤机中的应用
目前，采煤机变频调速系统已从“一拖二”发展到“一拖一”，我国能量回馈型四象限运行的交流变颈调速采煤技术处于世界领先水平，国产电牵引采煤机行走功率最大2×110KW，变频器电压380V，能够实现额定转速下恒定转矩调速，额定转速以上恒定功率调速及两台变频器之间的主从控制和转矩平衡。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从现场运行情况来看，四象限变频器调速电牵引采煤机对大倾角工作面能较大范围内调节制动力矩，维持牵引速度基本不变，机器没有发生下滑跑车的现象，结构简单、控制灵活。
2、变频节能技术在皮带输送机中的应用
变频技术在皮带机方面的应用具有和提升机相同的原理。在皮带将井下的煤炭运送到地面上的过程当中，更大地发挥摩擦力的牵引作用，通过张力变形和摩擦力带动物体在支撑辊轮上运动，成功地完成煤炭运送工作。在传统的皮带机运输过程当中，采用液力耦合器来实现皮带机的软启动，这常常容易造成皮带断裂和老化。采用变频技能技术主要是降低电机启动时的电流波动，减少机电内内的机械冲击和发热的情况。使得皮带机的传送功能能够获得最大的发挥，解决功率平均和同步问题。
3、变频节能技术在提升机中的应用
煤矿生产阶段，提升机发挥着关键的作用，能够有效的保障工作人员人身安全以及煤矿生产安全。传统的电动机转子电路内采用金属电阻的方式虽然能够实现调速作用，但在具体运用阶段会存在一定的安全隐患，并且所消耗的电能量较大。而应用变频节能技术则可以将交流四象限变频调速系统与变频防爆提升机配合使用，从而实现了数学信息化控制，以输入和输出接口来对提升机进行远程控制，以确保提升机完成输送人员和物料的任务。
4、变频节能技术在主排水泵中的应用
排水泵的作用是抽送液体，在此项环节中，排水泵可以将机械能转换成液体能量。排水泵不但可以实现对液体的传输，同时还可以实现液体增压，对于煤矿开采阶段的给液、给水当中具有积极的影响。在未采用变频技术之前，排水泵的空转时间比较长，并且在频繁的启停作业中，会引起电能的严重损耗，同时排水泵的故障率较高，所消耗的资源与成本较高。在排水泵当中应用变频节能技术，能够实现排水泵运行效率的提升，降低故障出现的可能性，电能消耗比较低，并且排水泵的操作也更为简便，其停减速的效果得到了合理化控制。
5、变频节能技术在风机中的应用
在矿井生产时期，随着矿井开采程度的加深，矿井内含煤量不断减少，为保障煤矿生产的安全性，矿井通风设计也应随着矿井生产的时期而不断变化。以往我国多数煤矿开采企业为保障煤矿的通风效果，提高矿井生产的安全性，在矿井生产中期会重复不断更换风机，然而该种方式不仅为工作人员增加负担，且风机极易损坏，增大了生产成本的投入。并且被更换下的风机也被搁置，设备利用率低下，造成资源浪费。变频节能技术的应用，将传统的电机调速技术、现代电力电子技术以及计算机控制技术有机结合，风机具备了自动调速功能，使风机由原先需要不断更换的状态下解脱出来，减少了资源的闲置与浪费，起到较好的节能效果。并且，变频节能技术在风机中的应用，提高了风机的调速效率、调速范围与调速精度，提高风机的运行性能，节约了频繁维修所花费的成本，降低了启动所需的电流量，风机实现了闭环控制，有效节约了电能。
结语：煤矿机电设备在煤矿生产中占据着重要的地位，通过在煤矿机电设备中应用变频节能技术，可以促进煤矿生产安全节能生产，提高煤矿生产效率，促进煤矿企业的长久发展。当前，变频节能技术已经被应用到了煤矿采煤机、提升机等机械当中，并且取得了不错的成效，在今后的发展下，不断加强该项技术的实践研究，将会进一步提升煤矿生产综合效益。
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[3]王忠林.探讨我国煤矿机电设备中变频节能技术的应用[J].中小企业管理与科技旬刊,2015(9):105-105.
论文作者:景建牛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/22
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