马超
陕西陕煤榆北煤业有限公司榆林选煤分公司陕西省，719300
摘要：目前，我国煤矿开采行业逐渐开始应用变频控制技术，变频控制技术的优势在于安全、高效以及便捷。随着经济的发展，煤矿行业在国民经济发展以及人们生活水平提升方面体现出愈加重要的价值。机电设备是煤矿开采必不可少的工具，将变频技术运用于煤矿机电设备中，可改善设备运转效率，实现节能环保。文章围绕煤矿机电设备变频节能技术的应用展开分析，希望能够对提高煤矿企业运行效益具有参考价值。
关键词：煤矿；机电工程；变频技术；应用
1导言
从现阶段开发状况来看，中小型煤矿由于技术落后等问题，在实际生产中出现的能耗增大、整体生产效率降低等问题，严重影响着煤矿企业的发展。逐渐利用技术创新对机电设备升级节能技术加以优化，在煤矿企业运行中得到很好的使用效果。结合实践和理论进行煤矿机电设备的变频节能技术的应用，还是有很多的课题需要去解决，目标是全面实现煤矿安全可靠的生产，增加生产效率。
2变频技术的工作原理
在机电控制系统中，变频器（VFD）是至关重要的电器设备，变频技术便是利用变频器来实现“变频控制”的。在实现变频控制过程中，变频器主要应用到了变频技术、微电子技术这两大技术，它主要是通过改变电机工作电源频率的方式，来实现控制交流电动机的最终目的。
变频器属于一种重要的电力控制设备，这一电力控制设备通过一定的工作程序能轻松实现变频、节能。在工作中，变频器可将工频电流的信号转变为其他的频率，但是这种转化不是凭空而为的，而是需要借助一定的半导体元件来实现。之后，可再逐步实现“交流电”向“直流电”的转变。与此同时，逆变器也顺利实现了对电流、电压等的科学调控，这样，机电设备便能在变频器的推动下达到无级调速的程度。总而言之，机电设备中的变频技术是通过电流改变频率，继而对电机的转速进行智能化的调控，以此来进一步控制机电设备，推动其节能、高效运转。
3变频节能技术概述
1）变频节能技术是无附加转差损耗的高效调速方式之一，技术的基本原理是：在电力半导体器件的通断作用下将工频交流电压变为直流电压，由整流桥再电压可调的交流电压逆变器转换为频率、作为交流电机的驱动电源获得无级调速电压和电流。变频技术综合应用电力电子技术、微技术和电机传动技术，应对能源危机中发展而来，变频调速技术在机电一体、强弱电混合的基础上，按照电机负载而进行自动的平滑的增速、减速工改变供电电源频率，交流变频调速技术作为无附加转差损耗的高效调速方式，对于电动机进行综合应用，有效大幅度提高机电设备改造后的工作效率。
2）传统的煤矿机电设备、变频器是不能进行电流频率的改变，变频节能技术实际上是改变电流频率的一种技术，这种技术利用高科技方法将电源频率加以控制，其基本工作原理是在整流器中工频电流改为直流电流，利用电压频率控制交流电，将直流电源进行转变之后，的电流输送的电动机中，电动机本身具有复杂的结构，包括电源板、键盘、控制面板、电机电容等。在运行设备时运用变频器之后有效的实现设备节能使用需求，完成长期恒定的电流运行。煤矿机电设备运行过程中通过技术改造可以改变电动机的转速，拉长设备运行周期，合理的将设备的能耗加以降低
4变频技术在现代煤矿机电工程中的应用
4.1在通风机中的应用与节能
通风机是煤炭工作的必备物品，对煤炭作业的效率以及质量都有着重要的影响，随着煤炭行业技术的发展，工作人员对于通风机的要求也在逐渐增加，将变频技术应用于通风机中，不仅可以实现对通风机风力大小的控制，而且还可以减少资源的消耗，实现节能的目的。同时应用变频控制技术还可以避免通风机在超负荷的工作状态下运行，减少维修养护的资金，同时延长使用寿命。
4.2变频技术运用于通风机中
在煤矿开采中，通风机是安全开采必不可少的机电设备。煤矿开采的环境较为恶劣，发生安全故障与安全隐患的几率更大，这是行业内供认不讳的客观事实。通风机能保证煤矿开采过程中有较好的通风条件，其能改善煤矿开采环境，为矿井下工人的生命健康筑起一道牢固的安全防线。
煤矿矿井下良好的通风环境有赖于通风机的运用，但是，通风机在工作中要消耗大量的电能。在新时代，随着采煤量的大范围激增，工人需要到条件更恶劣、井深更大的矿井中去开采，而深井下通风的难度更大。在此种条件下，如果不对通风机进行相应的节能技术控制，通风机的功率将持续增加，电能消耗量将会冲破煤炭开采企业可以承受的范围。在通风机中运用变频技术可解决两个问题：一则可解决频繁开启、关闭风机造成的过多电量消耗问题。二则可解决频繁更换风机的弊端。变频技术可根据不同井深内空气流通的情况智能控制电机工作频率，不必不间断地开启与关闭风机，也不必人工频繁更换风机，这实现了节能降耗。
在通风机上使用变频技术，如局部通风机和主风机上，当风井处出现全负压状态时一般是由于传统的通风机局部大多数采用压入式的，在巷道掘进中基本作用是将稀释有害气体加倍稀释和排出，保证井下有新鲜的风流，并达到降温的目的。变频机的使用增加了风机的运行效率，不改变风量的情况下，促进挖掘和开采过程中井下风压保持稳定。而且可以根据实际的向导需求来进行合理调节变频节能技术，最大程度地节约技能，节能合理的更改。
4.3水泵中的应用
在水泵中应用变频技术，大大延长了设备使用期期限。传统的煤矿生产过程中，根据实际情况进行水流量的控制，但是一旦运行时发生设备参数变化，如阀门的实际开度缺乏合理控制就会得到影响，达不到水泵良性运行。在长时间的运行下，提高变频器的灵活性和智能性，能保证安全的生产，同时灵活地控制水分气体，防止井下液位降低和防止因为频繁启停和空转过程中的造成消耗能量过大，还可以最大限度的降低设备损耗。
4.4皮带设备的变频技术
井下传送带上使用变频技术，最大限度地增加利用率，保证分离物料时运载装置和驱动装置能够高速有效的完成带式运输机的运行，完成运输送料的任务。井下运输的主要动力是带式运输机，要确保其稳定运行和启动设备时不会出现故障，达到软启动替代的目的，必须使用变频技术才可以做到上述要求，能够节省90%以上的能源利用率，降低能源消耗，及时的在煤电系统中进行多余能耗的降低，将消耗的热力加以去除。
4.5变频故障检测技术
煤矿生产过程中出现故障是非常普遍的情况，因此在煤矿生产中合理运用变频故障检测技术检测生产作业中的安全事故是非常必要的。故障检测技术的原理是运用变频检测技术，在机电设备运行的时候采集井下作业中的各种信息，针对采集之后的信息进行合理地分析和处理，综合性考虑其是否存在故障或是安全隐患。很大一部分企业运用煤电变频器自动系统整合煤矿生产作业的各种资料，制定出合理的远程监控方案加强对生产作业的管理。系统收集到信息之后快速对信息进行综合性分析，在以往经验、方案等内容的基础上进行综合分析，查找是否存在问题以及如何优化生产方案，运用这种方式这样可以全面提升开采方案的质量与优化生产作业的管理，还可以对机电设备的各种安全隐患进行及时地检查，可以排除机电设备在运行过程中存在的故障情况，提升井下作业的安全性，促进生产作业。
结束语
综上所述，随着节能技术的发展，煤矿机电设备中越来越多地引入了变频技术。就当下而言，我国不少的煤矿开采团队已然意识到了变频技术的重要性，并在开采中逐步实现了变频技术的应用。采用变频调速技术，真正的提高煤矿生产效益，降低煤矿生产能耗，改造后的机电设备将在节能环保方面发挥更大的作用，为煤矿生产取得更加显着的经济效益助力。
参考文献
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