摘要：煤矿生产要求保证生产安全，不断提高生产效率，满足社会经济的发展需求。必须提高煤矿的生产效率，才能保障我国的能源安全，提高煤矿机电设备的性能具有重要的作用。变频节能技术不仅提高了设备的性能，而且有利于设备运行的安全，对降低能耗也有积极的作用，有利于煤矿企业经济效益的提升。煤矿企业要不断更新改进设备，利用先进的技术，节约成本，降低能耗，促进企业的发展。
关键词：变频节能技术；煤矿机电设备；应用
引言
当前，我国煤炭行业的规模不断发展扩大，煤矿机电设备科技水平的提高越发重要。变频节能技术的应用不仅赋予了设备良好的节能效果，更为设备增加了调节功能，促进煤电机械设备更进一步发展。
1基本原理
变频节能技术是一种改变电流频率的技术，由变频器负责控制电频频率。变频器的构成组件有键盘、控制面板、电极电容、电源板等，通过这些组件的作用，可以为电动机提供最节能的运行工作环境。过去常用的机电设备，往往不能改变电流的频率，以及转速和转数，长期在恒定状态下运行，需要消耗大量能源，也会减少设备的使用寿命。随着科学技术的进步，出现变频节能技术，有效改善了传统机电设备的缺陷。在机电设备中运用变频节能技术，能够根据实际生产的需要，对设备进行调节，达到节约能源的效果，而且设备使用更加灵活，有利于延长设备的使用寿命。简单来说，变频器工作的基本原理是交流-直流-交流的方式，工频交流电源，通过整流器，变为直流电源，直流电源可以再次转化，成为可以控制电压和频率的交流电，满足电动机的使用需求。变频器的工作电路包括直流环节的组成部分、整流部分、控制部分和逆变的部分。滤波主要通过直流环节部分，直流部分能够缓冲无功功率，进行直流储能。逆变部分是变频器的核心技术，主要利用IGBT三相桥式逆变器。整流部分主要是三相桥式不可控整流器。实际上，变频节能技术就是利用变频调速系统，调节电动机转1速，实现节能。利用改变供电频率的方式，变频调速系统使电机转速发生改变。
2变频节能技术在煤矿的应用现状
由于煤矿井下条件复杂环境恶劣，例如空气潮湿、有毒有害气体溢出、瓦斯煤尘易燃易爆等，变频技术在最初并未得到煤矿的重视和应用，随着煤矿井下环境的改善及变频技术的不断发展，同时煤矿机电设备的节能需求不断增长，变频技术的优势得到越来越多煤矿从业者的关注，因此促进了变频节能技术在煤矿机电设备中的应用。例如，在我国许多煤矿，变频节能技术已广泛应用在了提升机、采煤机、皮带输送机等机电设备中，使得设备的电力消耗显著减少，运转效率显著提高，设备的维修保养费用也有所降低，经济效益明显提升。
2.1变频技术在立井提升设备中的应用
在我国中东部的井工煤矿中，立井提升设备广泛应用，其24h不间断运转，制约着煤矿的煤炭、设备、物料、人员的提升运输，对设备可靠性和安全性要求极高，同时，由于设备的频繁开停启动及调速运转，容易引发各类故障，而且，在煤矿电力消耗中占比较大。而变频技术的发展及应用，对煤矿提升设备解决可靠性及能耗较大的问题提供了解决途径。变频技术在矿井提升机中的应用主要有两种类型，一是可控制编程控制系统；二是高压变频调速控制系统[5]。可控制编程控制系统的使用可显著提高提升信号系统的通讯能力，使系统的抗干扰能力和可靠性得到保障，而高压变频调速控制系统则可充分发挥变频技术的优势，减少提升机的电力消耗。
2.2变频技术在皮带输送机中的应用
通常，皮带输送机在低负荷或无负荷运转时仍然采用正常功率，造成电能的不必要消耗及浪费，同时，由于皮带输送机通常使用液力耦合器作为软启动装置，其工频拖动时容易造成电机失控、皮带断裂等损毁故障。而将变频技术应用于皮带输送机后，能够有效减少电机启动瞬间的电流值，防止电流冲击及设备过热，延长使用寿命，同时在输送机低负荷或无负荷运转时降低设备转速，减少电力消耗，使设备安全高效运转。
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2.3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。过去，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。
2.4变频节能技术在主排水泵中的应用
排水泵的主要目的是抽送液体，在这一过程中，排水泵将机械能转换为液体能量。排水泵不仅仅能够进行液体的传输，还能够实现液体的增压，在煤矿开采过程中的给液、给水中发挥着重要作用。在没有引进变频技术前，排水泵拥有较长的空转时间，在排水泵频繁起停工作中，不仅消耗大量电能，排水泵还易发生故障，造成资源与成本的浪费。自变频节能技术应用于排水泵以来，有效提高了排水泵的运行率，减少了设备发生故障的几率，电能消耗明显降低，且排水泵的操作更加方便，排水泵起停减速效果也得到有效控制。
3变频节能技术在煤矿机电设备中的应用管理措施
3.1规范制度
为保证煤矿企业的经济效益，必须要具备科学、合理的运行机制和管理制度，同时还应该将岗位责任制度加以落实。所以，在进行变频技能技术应用时，首先需要煤矿企业本身具有科学的技术管理结构，进而能够明确各技术人员的职权问题，从根本上保证每个人员的责任，避免权力交叉以及责任互相推诿现象的发生。
3.2加强煤矿机电设备管理
在进行煤矿机电设备管理时，巡视管理工作十分重要，可以预防设备出现故障，即便出现故障也能够及时发现，并加以解决。为了保证煤矿机电设备的安全性和实用性，必须要建立科学、完善的设备检修制度，定期对煤矿机电设备做好检测工作。尤其是使用频率较高的机电设备，必须要做好相应检测记录工作，保证机电设备的正常运行，并做好维护工作。
3.3提高煤矿机电设备自动化的技术管理
由于煤矿机电设备控制本身就具有一定的特殊性，技术管理作为整个自动化控制流程的重要因素，具有不可或缺的作用。通过生产信息的收集和资源活动的整改，能够起到指导作用。另外，还可以预测可能存在的管理风险，有针对性地做好预防措施，为煤矿企业的安全运营提供相应的信息，将安全事故降到最低。
结束语
我国开采煤矿资源的程度越来越深，为缓解煤矿资源的能源短缺等问题，节能安全，提高生产效率已经成为我国当前煤矿生产中的重要原则。为此，改进煤矿机电设备，在提高设备生产效率的同时，提高设备的节能效果和设备技术含量成为当前的重要问题。在这一背景下，变频节能技术应运而生。变频节能技术具有良好的节能效果与和缓的机械调节功能，极大改进了煤矿机电设备。
参考文献：
[1]王志利.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用[J].机械管理开发，2017，32（07）：81-82.
[2]李庚.煤矿机电设备应用变频节能技术研究[J].中国新技术新产品，2017（10）：26-27.
[3]武鹏飞.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用探讨[J].能源与节能，2017（04）：79-80.
[4]殷世锋.煤矿机电设备变频节能技术的应用探讨[J].内蒙古煤炭经济，2017（Z2）：21+95.
论文作者:孙军
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/10
标签：煤矿论文; 机电设备论文; 设备论文; 节能技术论文; 风机论文; 技术论文; 矿井论文; 《基层建设》2018年第13期论文;