徐卫星
永泰能源康伟集团有限公司 山西省 046500
摘要：科技水平的持续提升促进了变频技术的应用范围，目前煤矿机电设备已广泛应用变频技术，由于煤矿设备功率大，重负荷频繁启停，所以该技术得到了大力的推广应用。基于这种趋势下，相关企业面临着新的发展机遇。该技术的有效运用不仅可以起到节支降耗的作用，而且可以充分发挥设备效能，有效延长设备使用寿命。现立足于实际情况，从以下几个方面对变频技术在现代煤矿机电设备中的应用实践展开研究。
关键词：变频技术；煤矿机电设备；
引言
经济高速发展离不开能源供应,当前,我国能源依然是以煤炭为主,但传统的挖掘作业已经无法满足现代化需求,只有不断提高作业效率,才能更好地服务经济、服务社会。在煤炭生产过程中,机械设备应用越来越广泛,大大提升了煤炭生产效率。变频器能够全面提高机械设备无级平滑调速,同时也能够从根本上减少机械磨损,确保煤炭生产企业成本管理更加科学。现结合变频技术运行机理，从以下几个方面围绕着变频技术在现代煤矿机电设备中的应用实践展开论述，笔者以多年来的煤矿机电管理工作与对变频技术的钻研结合自身经验提出相关见解。
变频技术运行机理
从交流变频技术的角度来讲，变频器是在电力电子技术、电机传统技术、计算机技术的基础上把强弱电混合有机地融为机电一体化，继而衍生出一种综合性技术。对变频技术进行分析后可知，其通常是借助于变频器把工频电源演变成频率、电压可调节的电能，继而实现对所控设备的科学控制。对该技术基本原理进行分析后可知，其实际上是整流桥或可控硅把工频交流电压整流成相应的直流电压，通过主板运算控制逆变器将其改变为电压、频率均可调整需要的交流电压，从而实现对交流电机的驱动操作。基于我国国民经济水平不断提高，变频技术的应用是十分关键的，该技术能够在充分结合电机负载的同时实现以下几种功能：自动加速、自动减速、平滑启停功能，继而将电机工作效能加以提升。该技术还具备以下几种功能：无冲击启动功能、软停机功能，由于煤矿生产存在一定的特殊性，因此该技术在煤矿机电设备当中得到了普遍的认可与推崇。
变频技术在煤矿机电设备中的应用
一、变频器在煤矿风机、水泵上的节能作用：
风机水泵类负载是典型的平方转距负载，通常风机水泵类负载多是根据满负荷工作需用量来选型，实际应用中大部分时间并非工作于满负荷状态，所以，只要平均转速稍微下降一点，负载功率就下降得很多，从而达到节能效果。但采用电机直接起动方式时，由于转速无法调节，常用挡风板、阀门来调节风量或流量，这样不仅造成能源的浪费而且由于过大的起动电流造成电网冲击和设备的震动及水锤现象。
采用变频器调速时，可以根据实际工艺需要方便地控制速度。例如：当电机转速为额定转速的80%时，负载功率为额定功率的（80%）的三次方，即50%左右。这样可见，转速下降二成，节能达四成多。同时，可以方便地实现闭环恒压控制，节能效率将进一步提高。使用变频器避免了起动时对电网的冲击，降低设备故障率，消除震动和水锤现象，延长设备使用寿命，同时也降低了对电网的容量要求和无功损耗。
二、变频器在煤矿皮带机上的应用
现有大多数煤矿的皮带输送机一般都采用工频拖动，由于电机长期工频运行加之液力耦合器效率等问题，造成皮带运输机运行高能耗；同时由于电机无法采用软起软停，在机械上产生剧烈冲击，加快机械的磨损；此外，皮带、液力耦合器的磨损和维护等问题都会给企业带来很多费用问题。
皮带机使用变频调速后，彻底实现了皮带输送机的软起、软停运行方式，大大提高了系统的功率因数和系统效率；系统可以根据负载变化情况自动调整输出频率和输出力矩，改变了以前电机工频恒速运行的模式，在很大程度上节约了电力能源；完善地解决了多台电机地同步输出问题；液力耦合器的退出更大地节约了设备的维护和维修费用。系统可靠性高，操作简单，且能够与矿井自动化系统相接，提高了生产效率。变频器驱动异步电机电机完全满足煤矿井下皮带机系统负载控制要求，在皮带机应用中表现出很好的调速性能、高可靠性、高启动转矩、良好的功率平衡、极低的维护量和维护成本等优势，提高了煤矿井下运输系统的自动化程度。同时在国家大力提倡节能减排的大环境中,大力推进变频器在皮带机上的应用具有积极的社会意义和现实意义。
三、变频器在空气压缩机上的应用
变频器控制压缩机与传统控制的压缩机比较，能源节约是最有实际意义的。变频控制系统具有精确的压力控制能力。使压缩机的空气压力输出与用户空气系统所需的气量相匹配。变频控制压缩机的输出气量随着电机转速的改变而改变，有效地提高了工况的质量。 延长压缩机的使用寿命变频器从低频起动压缩机，它的起动加速时间可以调整，从而减少起动时对压缩机的电器部件和机械部件所造成的冲击，增强系统的可靠性，使压缩机的使用寿命延长。此外，变频控制能够减少机组起动时电流波动，这一波动电流会影响电网和其它设备的用电，变频器能够有效的将起动电流的峰值减少到最低程度。
四、变频器在煤矿绞车上的应用
目前煤矿使用的绞车有主提升机、调度绞车、无极绳绞车、双速绞车，全部是由电机减速器驱动滚筒牵引钢丝绳运输。变频器应用在绞车上，可以实现平稳启停，轨道铺设质量差的地点可以及时平稳减速避免掉道脱轨事故发生。
五、在采煤机上的应用
目前大多数采煤机由原来的液压牵引更新为电牵引，电牵引采煤机必须使用变频器才能保障低速大扭矩牵引运行。变频器在采煤机上的应用彻底解决了液压牵引力矩小，截割速度慢，油路故障率高等缺陷。真正实现了采煤机小机身大功率，牵引力矩大，截割速度快，高产高效；
结语
在煤矿通风机、水泵、皮带机、空压机、绞车、采煤机设备当中借助新型的变频技术，可以给矿山企业带来长久效益。矿山机电设备管理相关人员在具体工作期间难免会遇到各种各样的难题，此时就需要构建起终身学习的理念，不断学习新的知识与技能，并将更多的时间和精力投入到对该技术的研究中，更好的服务于煤矿企业。
[1]朵宝红.浅谈变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践[J].内蒙古煤炭经济,2019(23):175-176.
[2]张渤.变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践[J].科技风,2018(23):114.