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摘要：变频节能技术能够使机电设备的应用迅速发展，摆脱原有的生产控制模式，从而使整个煤矿行业的发展更加迅速，推动整体设备性能的有效提升。目前的变频节能技术存在诸多的变化，集计算机控制与自动化控制于一体，有效优化了原有的变频技术系统组成。同时，结合互联网技术，能够将很多参数有效的反馈以及分析，对于整个矿井的安全生产提供了有效的保障，同时降低了工人的劳动强度。基于此，本篇文章对煤矿机电设备变频节能技术应用进行研究，以供参考。
关键词：煤矿；机电设备；变频技术；应用
引言
煤矿行业中，先进技术的应用取得了一定的成果。在现阶段来看，计算机电机技术在机电设备得到了广泛应用，自动化控制技术、电子信息技术也广泛应用在了煤矿机电设备中，整体来看，大功率输送技术逐渐成熟，在根本上使煤矿行业进一步实现了自动化生产。在煤矿机电设备中，通过变频控制技术的不断融入，煤矿开采工作变得更加清洁，在节能方面取得了较为满意的效果。
一、变频节能技术原理
变频节能技术的基本原理：在某一段时期内，一些设备所使用的交流电的频率都是固定不变的，维持在一个平衡的状态中，而变频节能技术打破了这个平衡，使频率可随时发生变化，并且可随着人们自己的意愿随意调节，简而言之，就是工频电流的信号在整流器中变为直流电源，相关的原理如图1所示。变频器的结构比一般的设备更加复杂，组成部分也十分重要，涉及的元器部件种类繁多，变频器会根据设备的实际情况，对电机的速度进行控制，可以达到节约能源的目的，其中，每个系数都代表着不同的意思，比如，PID控制，它主要控制着比例、积分、微分等相关系数，目标值进入电流中，输出值返回到压力变送器中，返回信号。
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二、发展方向
由于全球能源供给出现了相应危机，也是在这样的背景下，出现了变频控制技术，并且进行了广泛应用。在矿山设备方面，由于变频控制技术的不断改进，现阶段已经发展出智能化技术模块。随着变频控制技术的逐渐发展，进一步促进了压频比控制技术的发展。实践中应用最广泛的技术为转矩变频控制技术及矢量变频控制技术，到目前为止，这项技术的应用频率依然很大。在该项技术方面，还需要深入，其研究方向比较多，例如，人工神经智能网络，以及模糊自动化智能控制技术等。在这些方面，还需要相关变频控制技术人员的深入研究，也是未来的研究方向。由于该项技术的逐渐创新，在一定程度上，调速集成化水平得到了提升，其功能得到了不断完善，调速控制功能也得到了实现，并且通信功能也成为了现实，还具有了编程功能以及参数识别等功能。
三、机电设备运行过程中存在的问题
（一）设备运行受电网电压波动影响较大
煤矿的机电设备多为工频交流电设备，在电网电压比较稳定时，设备运行比较平稳。但是煤矿一些机电设备在运行时会产生谐波，这些谐波注入到电网中会引发电压的波动。这些波动会影响机电设备的电磁场，使得设备运行时出现一些异常情况。另外，一些机电设备会出现震动加剧的现象，轻则会引起机电设备发热严重，影响设备的性能，严重时可导致设备的轴承断裂。虽然电网谐波在短期内不会对机电设备产生影响，但是从长期来看会缩短机电设备的寿命，会对煤矿的经济效益产生很大的影响。
（二）设备的启停冲击大
在煤矿生产过程中，有很多设备需要频繁地启停，例如矿井提升机、皮带输送机等。传统的机电设备启动方法在控制设备启停时，不能有效地控制设备的电流或电压，使得机电设备容易受到很大的冲击。机电设备在受到冲击负载的作用下，很容易发生一些难以控制的事故，例如提升机在停止时可能会导致钢绳断裂，皮带输送机在启动时功率突然增加会引发断带问题。造成这种现象的原因是在启动设备时电流急剧变化，设备突然承受一个很大的冲击载荷。
四、变频控制技术在煤矿机电设备的相关应用
（一）在矿井提升机中的应用
矿井提升机是煤矿生产中一种重要的设备，其主要负责人员、材料以及煤炭的运输，在运行过程中需要频繁地启停和调速。在过去，提升机调速主要是靠切换相应的挡位来完成的，这些挡位与提升机转子上串的电阻连接，主要通过调节电路中的电阻来实现调速。这种方式虽然操作简单，但是会浪费许多电能在电阻上，而且电阻由于长期发热严重很容易出现损坏，因此这种调速方式十分不经济。此外，由于不能实现对提升机的无极调速，导致设备启停时产生较大的晃动，对提升机的运行十分不利。鉴于这些问题，煤矿多对提升机进行变频技术改造。在进行变频技术改造后，提升机能实现无极调速，避免了大量的电能浪费在电阻上。由于实现了无极调速，设备的运行更加平稳，使得设备可靠性得到明显的提升。最重要的是，变频技术不采用机械开关来调速，极大地避免了因设备损坏而引发安全事故。
（二）在输送机中的应用
在矿井实际生产过程中，井下环境较为复杂，对应的皮带运输机的工作距离较长。因此，在皮带运输机方面应当保证其具有较好的稳定性。同时，皮带输送机的工作动力来源主要是两端的滚筒以及电机，在工作过程中滚筒需要拉紧皮带，通过摩擦来实现物料以及煤块的运输。综上所述，工作过程中皮带需要克服外界环境对其的压力，同时保证拉力的作用使皮带能够贴近滚筒。矿井实际生产过程中，滚筒的驱动方式会导致运输机的设备寿命被缩短，因此，为了保证皮带输送机的安全运行，应当使用变频节能技术以减少物料摩擦对皮带的影响。
（三）在通风机中的应用
在煤矿通风方面，由于煤矿生产的不断增加，能耗方面的问题更加明显，电能浪费现象比较严重。在煤矿开采中，各个环节都是联系在一起的，不管哪个环节发生了问题，都会影响到下个环节的生产，甚至还会出现一定的安全隐患。对于通风机而言，在煤矿开采中占据着关键地位，直接关系着诸多环节的通风效果，进而会影响整个系统的散热情况。只有机器的散热效果好，才可以确保系统的高效运行，确保整个煤矿开采的顺利进展。在通风机中，经过变频控制技术的应用，可以为设备的平稳运行打下良好基础，并且节省更多的电能，在整体上提升了系统的稳定性。
（四）在流体负荷设备中的应用
在矿井中常见的机电设备中，流体负荷设备在一定的情况下需要进行频繁的开、关或空转，这种情况下经常会出现大量的资源浪费，最终体现在设备及整个矿井工作效率的降低。因此，将变频节能技术利用于流体负荷设备中能够有效改善这一现状，提升整体设备的可靠性及灵活性、降低能耗，最终实现整体机电设备的安全性的提升以及使用寿命的延长。
结束语
综上所述，变频节能技术可以明显地降低能源的消耗，提高设备的运行速度，保护机器设备的正常使用，提升煤矿的经济效益，降低生产成本，节约人工成本、保护环境等。伴随着社会的迅速发展，我国的各项技术正处于一个高速发展的时期，随着对它的研究越来越深入，研发部门投入了更多的资金，派出高端人才到国外深造，以及我国各级政府的大力配合，我国的各项科学技术一定会取得高质量的发展。
参考文献：
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