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摘要：本文对变频技术进行了简单概述，并探索了变频技术在煤矿机电设备中的具体运用。变频技术具有较强的节能减耗功能，将其引入到煤矿机电设备中十分必要。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。

关键词：煤矿；机电设备；变频技术；优势；运用

近年来，我国煤炭行业迅速发展，与此同时，煤炭行业的竞争也日渐白炽化。各煤炭企业为了提升市场竞争力，纷纷开始探寻节能减排的新发展路径。变频技术融入到煤矿机电设备中，能达到节能、环保、提效等各大目的。变频技术是一种节能技术，它主要是利用电力半导体器件的通断作用，巧妙地将工频电源进行变换，使之成为另一频率的电能控制装置，以实现节能目的。

1变频技术概述

1.1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。

1.2变频技术的优势

变频技术运用于煤矿机电设备中，优势是显而易见的。变频技术这一技术本身的优点颇多，如该技术可减少电压波动，降低对电网造成的冲击，实现对运行速度、停止方式、启动电源等的控制，并减少传动磨损。鉴于以上技术优点，将变频技术应用于煤矿机电设备中，其运用优势如下：实现煤矿企业生产与运营过程中的节能减排。变频技术是一种节能环保的技术，科学运用该技术，可在煤矿开采过程中实现节能，推动开采过程绿色、环保化；提升煤炭企业的整体经济效益。变频技术可减少电能等各类能源消耗，这将大大降低煤炭开采的成本，实现企业节能提效的目的；变频技术运用可促进煤炭行业健康、绿色、可持续发展。变频技术的应用最大限度减少了煤矿开采向大气中排放的污染物，迎合了国家倡导的“绿色环保”生产理念，促进了整个行业的可持续发展。

2变频技术在煤矿机电设备中的具体运用

2.1变频技术运用于采煤机中

在煤矿开采过程中，采煤机是至关重要的设备，该设备运转直煤矿机电设备中变频技术的运用关系着整个采煤工作的效率与质量。采煤机是一种较为大型的机电设备，其体积庞大、结构复杂，且在整个使用过程中会消耗大量能源。鉴于采煤机在开采过程中的能耗极大，就必须要对其功率进行合理控制，避免出现高耗能低成效的结果。因此，可在采煤机中科学合理、恰到好处地运用变频技术。变频技术运用于采煤机中，可极大改善采煤机高耗能低成效的工作现状。众所周知，由于采煤地质环境具有复杂性特征，采煤机在实际采煤过程中，可能会受到多种多样地质因素的制约，而不同的地质需要采煤机具备与其相适应的“功率”来应对。如果功率使用不当，在一些特殊开采地质中，采煤机便会出现耗能严重，工作低效的问题。变频技术的运用，可根据采煤地质情况的复杂性，智能控制采煤机中切割机的功率，使采煤机在不同地质中降低功率耗损，提升工作效率。可见，运用变频技术，可有效提升采煤机的工作性能，实现煤矿企业高效节能的生产目标。

2.2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。

2.3变频技术运用于提升机中

在煤矿开采中，提升机属于运输类机电设备，其主要功能是将一些开采所用到的大型机器从地面运输到地下，以支撑整个矿井下的煤炭开采。提升机是关键性运输设备，缺失了提升机，矿井开采便难以顺利进行。由于一些大型机器重力较大，提升机要想高效工作，就必须要具备较大的功率。即便如此，在提升机启动与运行中，依然会出现诸多的问题。最凸显的有两点，一是运输中需要及时改变提升机速度，以适应不同重量的开采设备。而改变运输速度需要安装不同类电阻，这样容易导致因电阻过大而造成电能浪费。二是通过电阻的方式改变电流，达到改变提升机运输速度的目的，这一过程会导致机身损耗严重，影响提升机性能发挥。采用变频技术可很好地规避以上问题。变频技术的介入，可很好地代替电阻进行工作。通过变频技术改变电流，并控制电流输出，可有效实现提升机传输速度的更换，既不会损伤机体，且能很好地节约电能，确保提升机工作效率的提升。如图1是某煤矿企业对提升机进行变频技术改造后的结构图，该图很好呈现了变频技术在提升机中的有效应用。

2.4变频技术运用于皮带机中

在煤矿开采行业中，皮带机属于重要的运输类机电设备。皮带机在工作时，主要是由设备中的皮带带动轮车实现不同程度的位移，继而很好地将车中的“材料”运输到指定的地点中去。在煤矿开采中，皮带机的运用大大提升了整个开采工作的效率，让煤矿开采过程中形成较为完善的运输体系。诚然，皮带机启动一直是备受关注的问题，其在启动中需要消耗大量的电能，因其启动时需要瞬间带动整个系统，使其尽快投入到运输中来，消耗较多的电能是必然的。但值得思考的是，皮带机所消耗的这些电能并非全部用于皮带机启动与运转，而是在不知不觉中被浪费掉。在启动过程中，皮带机一般是开始缓慢转动。但在启动的瞬间，由于消耗大量的能源，会产生过多的热量，这些热量不仅会使皮带机磨损，同时，还会影响皮带正常运转。变频技术引入，可让皮带在瞬间启动时减少能源消耗，平缓电能输出，这样可减少对皮带机体的伤害，还能提升工作的效率。某企业针对煤矿外运皮带机进行了变频技术改造，改造前与改造后，整个皮带机的运行性能更好，其节能减耗的效果更佳。图2中的皮带机使用的是3台高压电机合力拖动，这就是常见的“双滚筒三机拖动”。这一皮带机传动系统主要是由M1、M2、M3这三台异步高压电动机构成，M1、M2、M3均是160kW、6kV的高压电机。在M1、M2、M3的推动下，这一皮带传动系统主要是借助减速器、液力耦合器，并配合皮带与滚筒间的摩擦来工作的。变频技术应用到皮带机传动系统中应满足四个要求：（1）低启动电流，建设电流启动对电网的影响，延长电机使用寿命；（2）尽可能降低机械启动的冲击，使其降至最小；（3）皮带机可进行大功率平衡作业；（4）有计划启动可控装置。将变频技术运用于皮带机中，可在原有皮带传动系统的基础上再增加3台隔爆兼本变频调速设施，并综合考虑负荷大小与皮带机长度，合理设置系统的启动时间，可设置为60s。在整个传统系统工作时，可借助变频器的软启动，让皮带机和电机的软启动进行有效整合。这样，便可合理控制启动中的张力，减少启动中所消耗的不必要的能量。变频技术运用于皮带机之后，皮带机的传动系统便增加了智能启动、智能调速等功能。从整个运行效果来看，变频技术的介入能够真正减少驱动电机与皮带机故障，并且使得滚筒的寿命得以最大幅度延长，皮带机的驱动功率也得以平衡。

2.5变频技术运用于水泵中

在煤矿开采中，随着矿井深度的持续增加，工人经常会遇到地下水流路线，如果在开采中不小心切断了这些路线，会导致矿井内地下水大量蔓延、积累。而大量地下水积累会严重干扰煤矿工作开采，轻者会阻碍开采进程，重者会造成矿井塌方，威胁工作人员的生命健康。再者，地下水导电性较强，如果裸露的导线与地下水接触，会导致电流迸溅，可能引发爆炸事故。为了尽可能减少煤矿开采风险，就要发挥水泵的重要作用。水泵在工作中需要依赖较大的电能，才能确保将地下水通过水泵抽出，营造安全的地下矿井生产环境。变频技术引入可智能化控制水泵运作功率，改善水泵的工作效率。变频技术可合理调节水泵的流量，使其根据不同积量的地下水情况采用科学的功率泵水，提高水泵工作的智能性，让水泵设备的功效最大限度发挥。可见，在水泵中运用变频技术，可节能降耗，提高效率，还能为工人的人身生命健康提供安全保障。

3小结

在新时期，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。变频技术应用于采煤机、通风机、提升机、皮带机、水泵等各种机电设备中，不仅可提升煤矿开采效率，同时也保障了工作人员的安全。总而言之，变频技术运用可使得煤矿机电设备更高效率投入煤矿开采，提升我国整个煤炭行业的经济效益，继而推动整个煤炭行业节能、环保、健康、稳定发展。

参考文献

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作者：张晚忠 单位：掌石沟煤业有限公司

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