陈和平
粤水电轨道交通建设有限公司，广东广州，510000
摘要：随着社会经济的不断发展，社会对于矿产资源的需求量也在日趋提升，此种情况虽然在一定程度上推进矿山企业实现快速发展，但同时也导致矿山机电设备开采能耗逐步提升。随着可持续发展战略的提出和实施，各矿山企业均开始采用节能降耗技术，其中便包括变频节能技术。基于此，本篇文章对变频器的应用与维护进行研究，以供参考。
关键词：变频器；应用；维护；措施
引言
在矿山作业中采用变频技术可以节省大量的资金支出，同时延长压缩机寿命。另外变频器还具有过压、过载、过流保护作用。在工业自动化不断推进的进程里，变频器的应用越来越广泛。故此，弄清楚其基本构造和基本原理，了解其故障原因以及维护方法，对于社会生产有积极意义。
1变频节能技术的发展
在进入信息时代以后，随着信息技术、电子技术以及相关控制理论的快速发展，如今变频技术的控制精度、调频性能、使用耐用性均得到进一步提升。在变频器元器件研发和应用方面，如今变频器已经开始逐步应用智能化控制模块;在控制技术方面，结合当今的先进控制理论，不仅出现了诸如压频比等先进控制技术，还可以实现矢量控制、转矩控制效，极大地拓展了变频技术的可应用范围以及控制成效。此外，随着人工智能、自动化等技术在变频节能技术领域的逐步应用，不仅产生了诸多基于新型控制理论的变频节能设备，而且在实际应用过程中还表现出了极为优秀的自动化控制和节能降耗效果。并且，近些年来科研人员还将通信编程技术与变频节能技术相结合，集成智能化信号处理、专用集成电路等新型技术手段，促使变频节能技术的可应用范围也在不断拓展，未来甚至可能会有着更为良好的发展空间。
2变频器的应用
2.1变频器在矿井提升机中的应用
矿井提升机是矿山提升系统的重要设备，矿井物料的运输和矿井人员的运输都与矿井提升机有着密不可分的关系。在我国，传统的矿井提升机的控制系统主要由继电器和接触器组成，同时通过电动机转子回路中进行串接附加电阻得以实现矿井提升机的启动和调速。但这种控制系统存在可靠性较差、发生故障几率高、系统操作复杂、电耗较大、工作效率低等缺点。针对矿井提升机的缺点，众多国内学者对此进行了研究，提出了采用变频器对矿井提升机系统进行优化设计，设计后的系统实现了提升机的柔性启动及无级变频调速，降低了换挡及制动条件下的冲击能量，有效地提升了提升机运行稳定性。变频器具有过流、过压、超温、缺相等保护功能，具备在紧急情况下安全停车的功能。在接收到控制单元的转矩转速信息后，通过计算输出相应电压，实现电机的控制。同时接收到PLC指令确定提升机的运行状态，当变频器输入转矩大于设定值时开放机械闸，当进行停车时开启机械闸，将变频器的转矩降低至零，防止提升机的溜车。
2.2变频器在矿井主通风机中的应用
矿井主通风机用于向井下提供新鲜风流、排除污浊空气和有害气体，对煤矿的安全生产影响重大。矿井主通风机全年不间断运行，其电耗量较大，经调查，一个矿井的主扇风机年用电量约占全矿年用电量的8%～20%，是矿山的主要用电设备之一。
目前，某煤矿集团主扇机房现配置两台FBCDZ-NO.20型对旋轴流式风机，一用一备，每台风机配置两台额定电压为6kV、额定功率为2kW×220kW的交流隔爆异步电机双电机拖动，电控系统采用工频定速控制，其风量和负压控制是通过人工扭转风叶角度来实现的，人工调节风叶角度必须在风机停机后才能进行，这种调节方式只适合较长阶段的风量调节，调节起来既不安全又费时费力影响生产。可调范围也不大（一般1°为一个单位），电机全速运行，节电不明显。而且大多数风机设计上存在余量，如果任其运转势必造成电能浪费。加之，有些时候风量受季节、环境温度和开采工序等影响，需要经常性的对风机叶片角度进行调节，因此原先的控制系统就显得十分繁琐，这样造成风机系统运行效率低下，电能浪费惊人，运行状况差，增加了维修工作量，因此，需要对主扇风机的电控系统进行升级改造，通过变频器调节风叶转速的方式来控制主扇的风量、风压，以满足矿井生产的实际需要，达到降低能耗，减少维修工作量的目的，使南翼主风机能更好地服务于井下生产，创造企业经济效益。关键技术：（1）消除谐波污染。变频调速装置是一种高性价比的电气传动系统，变频器的三相输出电压波形为SPWM波，在异步电动机的定子电流中含有高次谐波成分，高次谐波会增加电动机的损耗使电动机效率降低、功率因数减小及降低电动机的使用寿命，因此，在选用变频器时，要注意尽量选择含高次谐波分量小的产品。（2）变频调速控制应当与矿井安全监测系统联网应把变频器的控制系统与瓦斯监测系统联网，当井下采掘工作面瓦斯突然涌出量较大时，通过瓦斯监测系统自动调整变频器的工作频率，提高主通风机转速，及时冲淡瓦斯浓度，保证矿井安全生产。
3变频器的保养与维护
（1）首先拆除变频器控制面板、通讯板的连线，主板拆下以后需要进行清洁，一般都是用毛刷或者吹风机来将灰尘清除。另外还需要对电子板灰尘一并清理。（2）需要对电子板背面连线展开检查排除虚接、焊接不良可能性，观察连线是否出现变色情况，是否存在绝缘破损，若是出现了情况需要及时更换。（3）要对输入输出电抗器展开检查，集中观察其连线是否变色松动，要通过嗅以及看的方式来确认单个电抗器中间绝缘介质性质，若是老化需要处理。（4）检查逆变模块。IGBT管是好是坏，在判断上需要融入万用表，使用上用该表的二极管对PN结正向压降展开检测。需要注意的是，检测开始前需要给IGBT管放电，这样才能确保检测结果正确。正常情况时IGBT管C极间正向压降基本上为0.5伏。若是该管的3个引脚之间电阻非常小，证明该管已经击穿；若是检测发现3个引脚电阻很大，意味着该管开路已经毁坏。（5）检查功率模块。该模块属于三相桥式输出电路，具体组成包括两部分：第一部分是二极管形成的单相或者三相桥式整流电流；第二部分则是6个IGBT管和6个阻尼二极管形成的三相桥式电路。对该模块展开检测一般都是利用指针万能表的R极管和输极来进行判断。其中将万用表调整到R×1k位置，对6个IGBT管栅极、发射极电阻展开检测，正常情况下电阻值是相等的，若是不相等的话说明驱动电路或者IGBT管已经坏掉。不过这个方法只是对IGBT击穿性损坏有效，开路性损坏这个方法检测不出。将将电路板上的功率模块拆下来，用万用表对6个IGBR管逐个测量，若是其不能导通或者截止，证明该管已经毁掉。
结束语
总而言之，未来煤矿企业的能源利用效率和自动化程度将会越来越高，高能耗、人员密集型的矿山企业将会逐渐失去竞争力。变频器在其中的应用，产生了可观的经济效益，不仅降低了设备故障率，增加了易损件的使用寿命，同时稳定了生产工艺，对提高企业的竞争力起到很好的推进作用。
参考文献
[1]张辉,任有文,刘建,杨波,周丹,赵岩.变频器的应用与维护[J].设备管理与维修,2019(23):84-85.
[2]田海燕.变频器应用及检测维护[J].通信电源技术,2019,36(04):229-230.
[3]汪维,李丹.变频器的应用维护及故障处理分析[J].企业科技与发展,2019(02):182-183.
[4]陈卫.浅析变频器的原理、维护及其应用[J].新疆有色金属,2018,41(S1):123-124.
[5]吴志勇.变频器应用及检测维护[J].煤矿机械,2018,39(06):133-134.