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摘要：煤炭工业要追求企业生产利益应该重点从企业节能方面入手，通过引进变频技术能够有效的提升在矿井工作过程中，由于各类设备产生的资源消耗问题。能够有效的进行能源利用率最大化、节约能源、企业效益最大化的目的。经过多年发展，变频调速技术已经越来越成熟，通过结合相关设备，能够更好的为煤炭工业矿井工作过程提供帮助。本文探讨了煤炭机电领域变频调速技术的应用。
关键词：煤炭；机电领域；变频调速技术；应用
变频调速技术在煤炭机电领域的应用已经越来越广泛，虽然该技术仍存在技术问题和经济问题，但煤炭企业在机电领域应用变频调速技术，可以提高企业生产效率，减少能源的消耗，实现企业经济效益的最大化，从而推动企业的健康可持续发展。
1 变频调速在煤炭机电行业中应用的具体原理
在当前的煤炭机电这个行业中，电动机是极其重要的一种机电工具。在电动机的实际工作中往往会涉及到对电动机频率的调控。在电动机中融入了变频调速这种技术后，电动机频率便能实现完全自动化、智能化的有效调控。这让电动机调速的实际效率得以大大提升。同时，整个煤炭机电业的工作效率也得到极大的提升。
为了阐释变频调速的根本原理，本文决定用分析数学公式的方法来阐明。变频调速的是公式：n=120f/c（1-H）。在这项基本公式中，字母c 代表的是转速级数，字母H 代表的是转差率，字母f 代表的是交流电频率，字母n 代表的是转子转速。通过这些基本公式可以明显得出：交流电频率越高，转子转速也越高，交流电频率越低，转子转速也就越低，两者是明显的正比例关系。事实证明：当交流电的实际频率处在0 赫兹到50赫兹之间的时候，电动机可以做最大范围的转速调整。简而言之，变频调速的本质就是把实际频率加以改变从而达到频率改变的目的。
2 变频调速技术应用的优势
2.1 设备制动与启动稳定
目前煤矿机电设备主要采用三相异步电动机，由于它启动电流大，容易发生因电流不稳而烧毁发动机的情况，即使采取了软启动方式，也会使电网的直降幅度比较大，不但影响其他的机电设备正常运行，而且维护成本比较高。机电设备应用变频调速技术后，启动时转矩比较大，制动相对平稳，可以在保障机电设备正常运行的基础上，降低维护成本。
2.2 无极调速性能好
变频调速器可以利用矢量控制，结合电动机运行参数和负载值，在很短时间内提高电动机启动力矩和工作频率，使其满足煤炭开采要求的转速，然后按照电动机工作参数和负载值的变化，对电动机转速进行调整。这样既可以减少机电设备的无功消耗，提高电能利用率，又可以保障机电设备的稳定运行效果。
2.3 安全性高且能耗低
变频调速器可以完成开环和闭环等方面的自动控制，减少人工操作和测控等环节，为煤炭开采的自动化和智能化提供了技术保障，且安全性比较高。同时，变频调速器的调速性能好，在应用于提升机和物料输送机等机电设备中时，可以保证其处于最优参数，降低了电能消耗，并且噪音比较小，有利于创造良好的工作环境。
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3 煤炭机电领域变频调速技术的应用
3.1矿井用通风机变频调速技术
经过通风机合理机型选取与优良设计过后，涉及风量指标基本得以贯彻，大多数状况下矿井实际所需风量都不会超过额定流量数值，至于多余的部分可以考虑借助自然、人工阻力手段予以限制，进而为矿井科学生产空间提供保障。但是此类模式会加大电能资源浪费数量，在控制精度设置上基本无从下手。因此要利用高效处理途径对风量进行科学调试。目前矿用隔爆变频调试技术对于旋式轴流局扇加以改良设计，在此基础上主回路布置模式主要配合隔爆变速装置，使得真空电磁起动器能够与局部通风电动机高效连接。如若开采环节中需要适当加大风量，技术人员可以依照作业面域以及风量需求进行调速器闭合控制，将后续电动机启动并保持最小速率反向转动作用；同期需要做好转速闭环调节任务，确保整个电动装置能对旋隔爆棚型轴流通风机实施风量自由调节，最终深入贯彻安全生产动机指标。
3.2在空压机中的应用
空压机是煤炭生产中应用率较高的设备，同时也是耗能较严重的设备，尤其当矿井深度增加时，其耗电量随之增加，对煤炭生产企业而言是不小的投入，因此，降低空压机能耗逐渐引起煤炭企业的重视。研究发现，为确保空压机的储气压力处于平衡状态，应保证生产用气量与空压机排出气体量保持一致。
为达到上述目的，可利用变频调速技术驱动空压机，尤其当检测设备检测到储气罐压力值发生变化时，可通过对系统的压力闭环进行操作，改变空压机的运转台数、转速等参数。空压机运行中，当压力值达到系统预先设定的值时便改变输入的电源频率，并引起空压机转速改变，使通风保持恒定，促进压力趋于平衡。期间对空压机的启停操作给其他设备以及电网造成的影响会降低最低。同时，空压机的用风荷载量以及供风质量也因应用变频调速技术稳定性得以增强，而且噪声也大大减小，机电设备的磨损得以减轻，使用寿命得以延长。
3.3矿井提升机变频调速技术改造措施
因为此类提升设备大部分荷载源自于矿石、人员等，因此在适当迎合电气传动要求前提下，涉及机械传动实力与安全地位都会直接影响生产效率。目前提升装置在矿井内部搭设时，要保证足够的调速动力与精准启动程度。但是目前我国仍旧应用直流传动装置，任何改进工作都相应地承受直流电动机固有缺陷侵扰，如若不能在短时期内完成制动、调速改进工作，后期维修工程范围将无法估计。技术人员需要结合电动机转子进行电阻及时性切换，但调速过程中性能不稳，转子电能消耗仍旧不能全面降低。针对现下煤炭矿井生产状况调查，有关改造工序具体呈现出：两象限变频调速制动与四象限能量回馈高压变频调试方案。技术人员应该依照矿井提升设备实用需求进行合理划分。其中前者在正力提升平行轴双绞筒提升架构中较为合理，而后者则对应分划于单绞筒提升机中。
具体来说，矿井提升机通常是在繁重、复杂的条件下进行工作的设备，因此对提升机的要求比较高，拖动装置要能满足频繁启动、停止、调速，并且能够重载启动。为了实现矿井提升机平稳加、减速，提高提升机系统的安全性并起到节能的目的，矿井提升机需要采用变频控制，节约调速运行时电阻产生的热损耗，而在矿车下放减速器时，电动机短期发电运转，并将电能反馈给电网。另一方面，使用变频设备内置的软件替代继电器，可实现提升速度的控制，减少设备的事故量，减少维修费用，节能效果显著。
3.4在排水泵中的应用
煤炭生产中，为在矿井中创造安全的施工环境，通常使用排水泵将矿井中的水排出，但矿井中水量的多少受涌水量以及降水量影响较大，处在不断变化之中，因此，设置排水泵时以最大涌水量作为参考显然不够合理，因此，为提高排水泵利用率，较少资源的浪费，需要根据矿井实际涌水量设置排水泵，利用变频调速技术便可轻松的加以实现，即，对比分析设定的涌水量以及矿井实际涌水量，通过操作变频器控制排水泵的工作状态，使其处于合理的转速中。实践表明，在排水泵中应用变频调速技术，节电效果显著，减少30%左右的电能消耗。
综上所述，煤炭机电设备中实施变频调速技术扩展绝对是有必要的，能够适当遏制不良的资源耗费结果，为现场人员生命安全提供保障，为企业可持续发展目标落实奠定深刻适应基础。
参考文献：
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[4] 樊建峰.变频调速技术在煤矿提升机中的应用分析[J].科技创新与应用.2015（31）
论文作者:薄婧
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2017/12/29
标签：矿井论文; 变频调速论文; 电动机论文; 煤炭论文; 技术论文; 机电论文; 转速论文; 《基层建设》2017年第28期论文;