摘要：煤炭作为传统化石能源中应用最为广泛的一种，与社会生产以及人们的日常生活密切相关，煤炭产业也因此得到了良好的发展。可持续发展背景下，各行各业都开始实施节能降耗工程，煤矿企业也不例外，将变频控制技术应用到煤矿机电设备中，可以提升设备运行的节能效果。本文结合变频控制技术，对其在煤矿机电设备中的应用进行了分析和探讨。
关键词：变频控制技术；煤矿机电设备；应用
前言：变频控制技术是一种伴随着计算机技术和自动控制技术等发展起来的一种先进的控制技术，也是改善设备运行环境，提升设备技术水平的一种有效手段。在煤矿行业，无论是提升机、通风设备还是排水设施，都需要消耗大量的电能，其中有很大一部分能源都被浪费掉了。对此，可以通过在煤矿机电设备中应用变频控制技术的方式，实现良好的节能效果。
1 变频控制技术概述
变频控制技术，简单来讲，就是通过变频的方式来实现对于机电设备的控制，换言之，可以通过改变频率来控制电机转速的快慢。这里的变频指供电频率的改变，将某个频率的电源通过相应的措施转换为另外的频率，集成了电子技术以及微机技术，以实现强电与弱点的相互转换。通过变频，可以对负载进行有效调节，降低设备功耗，延长设备使用寿命，同时减少不必要的能源浪费问题。
凭借着本身的优势，变频控制技术受到了专业技术人员的一致好评，也因此得到了快速发展。就目前来看，我国在变频控制技术方面取得了非常显著的成果，控制理论和变频调速系统更新换代迅速，整体性能也在不断提高，变频控制技术开始逐渐朝着自动化控制以及智能化控制的方向发展[1]。
2 变频控制技术在煤矿机电设备中的应用
2.1在通风机中的应用
通风系统是矿井的呼吸器官，其运行效果直接影响着井下作业的安全，必须得到足够的重视。最近几年，我国的煤矿进入了深层开发的阶段，矿井开采的深入不断增加，受到的风压也随之增大，为了满足井下通风的需求，要求通风机具备较大的功率，但是这样不仅功耗会大大增加，而且在实际实施的过程中存在和很大的难度。对此，可以在通风机中引入变频控制技术，实现变频软启动，避免启动电流过大对于电网设备的冲击，保证了设备的运行安全，也可以根据具体的要求，进行通风机的启动和停止。一般情况下，在矿井开采过程中，通风机始终保持低速运行的状态，在需要提高风量时才会加速允许，通过变频技术对于风量的有效控制，能够在合理规避安全事故的同时，延长通风机的使用时间。
2.2在提升机中的应用
在煤矿井下作业中，提升机主要负责物料和人员的升降，其对于矿井生产而言意义重大。矿井提升机传统的控制方法是以金属电阻带动电机动作，配合接触控制器或者鼓形控制器对于电阻的切除，实现调速目标。这种控制方法虽然有效，但是容易出现电阻过度消耗，严重发热的问题，同时调速范围较小，会导致精确性的降低。在提升机下放或者减速操作时，需要通过动力生成低频电源或者直流电源，对于设备的冲击较大，可能会导致设备的损坏，增加了电能的消耗，更影响了矿山的生产安全。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而通过将变频控制技术应用到提升机驱动系统的方式，可以实现无极平顺加速或者减速，强化控制系统的性能，保证设备的稳定可靠运行。变频控制技术在提升机中的应用的优点主要体现在三个方面，一是可以与编程器相互结合，通过指令变换，实现对电控系统中继电器逻辑关系的有效控制，完成梯形图与电路图的相互转换；二是只需要设置一定的外部线路，就可以实现对继电器的控制，不仅减少了继电器的数量，也可以对空间不足以及故障频发的问题进行改善；三是在对系统故障进行处理时，配合编程器以及触摸显示屏，可以提升故障排查的效率，简化故障处理流程，使得技术人员更好的掌握电器和机械设备中的故障，保证设备的稳定可靠运行[2]。
2.3在皮带机中的应用
事实上，皮带机的功率更大，传统的皮带器启动是利用液力耦合器实现的，但是这种法法会产生较大的启动电流，即使以转子串接电阻对启动转矩进行改善，也无法避免启动电流过大的问题，不仅会给电网造成强烈的冲击，还会导致设备内部的严重发热，影响设备的使用寿命。在皮带机中应用变频控制技术，使得其能够根据皮带承受的重量，改变运作的功率和力矩，保证电机工频依照恒定的速度运行，减少电能的消耗。实践证明，变频控制技术的应用，可以将系统的功率因数提升到90%以上，在实现节能降耗的同时，也可以减少其他设备的维修和保养费用。
2.4在水泵中的应用
水泵在矿井中的主要作用，是对井下开采中产生的生产废水以及地下渗水进行抽排，为煤炭的开采提供良好的环境，如果水泵出现故障，则会严重影响井下作业的安全。将变频控制技术应用到水泵中，可以实现对于水泵的灵活控制，确保水泵的平滑启停，根据实际需求控制水泵转速，提升控制的灵活性和有效性。同时，变频控制的方式可以减少设备受到的机械冲击，延长水泵的适应寿命，也可以降低水泵空转的时间，减少频繁启停引发的能源浪费问题，具有相当明显的优势。
2.5在采煤机中的应用
采煤机作为煤炭开采的重要设备，有着独特的工作环境，对于设备的控制有着非常严格的要求，传统的两相限变频调速系统逐渐无法满足采煤机正常运作的需求，也影响了煤矿开采的效率和质量。针对这个问题，相关技术人员就变频控制技术在采煤机中的应用进行了深入研究，基于传统的变频调速系统，提出了一种新的四象限交流变频技术，可以实现避免电路和整流电路的自由切换[3]。
3 结语
总而言之，在市场经济背景下，煤矿企业想要获得更好的发展，就必须做好节能降耗工作，降低自身的生产成本。将变频控制技术应用到煤矿机电设备中，可以根据生产的实际需求，合理应用电能，减少了不必要的浪费，对于减低生产成本、提高生产效率、保障生产安全有着非常积极的作用，应该得到足够的重视。
参考文献：
[1]刘亚军.变频控制技术在煤矿机电设备中的应用探讨[J].矿业装备,2014,(7):98-99.
[2]张文军.变频控制技术在煤矿机电设备中的应用分析[J].技术与市场,2014,(11):36.
[3]刘洋.关于煤矿机电设备中变频节能技术的思考[J].机械管理开发,2016,31(9):189-191.
论文作者:王振明
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/7
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