（1山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司 山西高平 048407；2山西兰花朔州分公司 山西朔州 036800）
摘要：随着科学技术的发展，我国的变频控制技术有了很大进展，并在煤矿机电中得到了广泛的应用。现阶段，由于我国的煤矿开采技术不够成熟，在一些中小型的煤矿开采企业而言，不仅工作效率低下，同时耗能也较高，作业安全性得不到很好的保障，为了提高煤矿生产效率，提高开采量，在煤矿机电设备中引入变频控制技术，该技术的应用，不仅能够提升工作效率，为煤矿的作业提供了优良的环境，同时能耗也有了降低，这对于煤矿行业的发展起着巨大的推动作用。
关键词：煤矿机电；变频控制技术；节能
引言
目前，对能源需求也有所增加。当前的能源形势，依然以煤炭为主体，如何增加煤炭开采效率，降低煤矿成本，提高煤炭的竞争力显得尤为重要。在煤炭开采期间，如果能有效控制电力使用，将极大降低煤炭开采成本。变频技术在煤矿企业机电上的应用，有效降低了煤炭开采期间的电力使用，提高开采效率，降低成本的前提下，有效保障了煤矿企业的健康发展。
1煤矿开采的过程中的变频技术
改变电流频率即是变频，应用变频技术过程中，需要对变频器进行有效的应用。电源板、主板以及电机电容是变频器的主要部分。应用变频技术的基础是半导体设备，对半导体设备进行应用，即是应用其他电能控制的设备转化为相应的电源，交流电被替换为直流电。一般情况下，应用变频技术主要是以下的流程。应用整流器，转变交流电为直流电，随后调整直流电的频率，即可对交流电有效控制，最终输出电动机。同时在对变频技术应用的过程中，需要经过不同控制电路的作用，如整流器、逆变器等，对逆变器应用能够促进交流电的转变，而应用整流器则可以有效调整控制交流电，从而保证电流频率的有效转变。对于大部分的挖掘煤矿工作而言，电力设备应用的十分广泛，对变频技术能够实现电流频率的有效转变，促进输出的设备控制工作，保证设备运行环境的稳定性，对现阶段的生产需求有效满足。
2变频节能技术的历史背景
就目前而言，我国的能源资源结构比较单一，依旧以煤为主导地位，占能源资源总量的80%以上，正因为如此，对空气的污染特别大，对环境的破坏更为严重，对人类产生的危害甚至无法预估。据研究者进行预测分析可以知道，我国尚有数值可观的煤炭储备量，以此推算，如果以年产50亿吨原煤的速度，还可以供应至少100年。即使这样，但优质的煤炭资源却少之又少。而其中最为关键的是，我国是一个能源消耗大国，但是，能源的利用率特别低，在国际上甚至排名在倒数几位。在我国，很多用煤的企业一直采用粗放的生产方式，多年来一直都没有改变其生产经营方式，一些小煤矿的回收率还达不到10%，这将远远达不到预期的要求，将造成煤炭资源的极度浪费。据资料的不完全统计，1949～2019年，短短70年的时间内，全国煤炭资源浪费了多达500多亿吨，如果按照这个速度进行下去，全国将会有更多的资源会被浪费，所以必须开发一些新的科学技术，确保煤炭资源不会白白地被浪费。
3煤矿机电设备中变频节能技术的具体应用
3.1在采煤机中的应用
目前，大多数的采煤机设备都是应用变频调速电机的牵引来进行采煤工作的，由于采煤机的工作量较大，应用变频调速电机进行牵引可以有效的降低人工的成本，作业人员可以完成其它的工作，优化了人力资源的配置，在变频调速电机中使用的是四象限变频器调速模块，以便更好的控制牵引的速度。
3.2煤矿皮带装置
在煤矿开采的过程中，煤矿皮带装置属于常用的运输载体，即将煤炭资源从开采区与运输到矿外。其工作原理是在电能的驱动下，皮带与轮毂之间所产生的摩擦作用会带动整个设备的运行，如果想保持皮带高速的运行状态，需要损耗掉大量的电力，这也在很大程度上造成了资源的浪费。目前，常用的煤矿皮带装置以液压耦合装置来促进设备的正常运行，但是，该过程会消耗掉大量的电能，并且装置上还会附加较多的电压，增加了安全隐患的发生概率。变频技术的应用，可以对液压耦合装置的工作状态进行优化，引入了软启动模式，这样在皮带装置正常运行的过程中，电路网结构的功能损耗可以下调30%～55%，从而起到节能减排、提升资源利用效率的作用。而且在设备维护的过程中，变频技术可以辅助数据信息采集，借助传感器设备运输设备的工作状态进行监督，在检修时，也可以快速定位故障部位，加快了故障检修速度。另外，变频技术还可以避免由于液力耦合器损坏，电机控制失灵的情况。
3.3将煤矿空气压缩机与变频技术有效结合
在挖掘煤矿的过程中，瓦斯的浓度与施工人员的人身安全有密切的关系，较高的瓦斯浓度会增加安全隐患，甚至导致相关的事故发生。将风机应用到煤矿挖掘过程中，能够实现瓦斯浓度降低的目的。交流电动机和空气压缩机是风机的主要组成。对于现阶段的空气压缩机，一般会有固定的上限值，如果相应设备电流大于限值，会使得关闭进气阀门，不能有效降低井内的瓦斯含量，相反，如果比下限值还低，则会导致超载的情况出现，出现浪费资源的情况。将变频技术与空气压缩机有效应用，能够实现实时调节风量的情况，从而促进操作空气压缩机的便利性。同时，应用变频技术，还能够促进更加便利的设备维护工作，对瓦斯浓度有效调节，对空气压缩机的作用进行充分的发挥。
3.5在通风机中的应用
在煤矿的所有机电设备中，通风机是保证采煤作业的的安全，为采煤工作创造良好的环境，使用传统的通风机设备，其通风的能力较差，但是耗能较高，所以对于深井作业而言，传统通风机电设备并不适用。而引用变频控制技术后，通风的大小可以根据矿井的深度来进行调控，不能能耗有所降低，同时也为作业人员提供了舒适的工作环境。矿井的深度越大，送风压力也随之增大，而通风设备的功率也会变大，在此时应用变频技术，可以快速的提高通风机的功率，为开挖提供良好的作业环境。变频控制技术在实际的作业过程中，会根据施工调节、巷道的变化、深度的变化等来调节风速的的大小，以合理的利用有效的资源。
3.6安全防护方面
在煤矿开采深度不断增加的背景下，安全防护工作的重要性也在凸显，如何采取积极有效的措施来保护开采人员的生命安全，也成为煤矿企业需要重点衡量的问题。结合以往的应用经验，变频技术应用到该环节中，可以和自动化监控系统关联在一起，同时，在大数据技术、专家系统、云计算技术等帮助下，协调各机械设备的工作状态，减少设备启动与停止的次数，这样可以降低设备惯性所带来的影响，延长结构的使用寿命。并且变频技术的应用，可以渗透到多个安全防护层面，如最基础也是最关键的通风装置上，变频技术可以结合空气中有害气体浓度，适当调整通风量大小，从而在确保工作环境安全性的基础上，降低能源的损耗速度。
结语
综上所述，作为一种新型技术，变频技术在现代煤矿机电工程中发挥着独特的作用，能够避免资源浪费，实现节能的目标，且与不同机械设备应用都具有一定的优势，应用的范围也定将越来越宽。在变频技术发展的基础下，本国的煤矿工作开采一定会有更好的发展方向和前景。
参考文献：
[1]张洪革.变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践[J].建材与装饰，2017（15）：188-189.
[2]蔡铭.变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践[J].建筑工程技术与设计，2017（22）：3569.
[3]郭拥军.变频技术在现代煤矿机电工程中的应用[J].中国矿山工程，2018，47（4）：49-50+65.