张少平
国家能源集团神东煤炭集团人力资源共享服务中心 陕西省榆林市 719315
摘要：随着计算机技术、电子技术及自动化技术的进步，变频控制技术得到了较快发展，具有高效、便捷及可靠等特点，广泛应用于工业领域。煤矿开采中，需消耗大量电能，强化变频控制技术的应用与节能，对行业发展意义重大。
关键词：煤矿;机电设备;变频控制技术;节能应用
为满足当前生产力的发展需求，需不断更新煤炭资源的开采技术设备。目前，我国煤矿开采技术相对落后，尤其是中小型煤矿开采基地，不仅整体生产效率低、能耗大，而且无法保证作业人员的人身安全。使用煤矿机电变频控制技术不仅能提升设备生产效率，降低能源消耗，而且能有效保障煤矿作业的安全性。
1变频节能技术概述
变频节能技术是一种借助半导体器件，通过对作业时交流电源频率的调控，实现电源供应与设备能耗的实时匹配，最大程度减少无功功率，达到降低能耗的目的。该技术应用的核心组件就是变频装置，其主要构成部分包括逆变装置、整流用晶闸管、脉冲发生器及中间直流装置等。作业时，通过将变频装置添加入生产设备控制线路中，实现对设备动力组件运行频率的调控，从而实现对生产设备运行速度的控制。
2变频控制技术应用特点与状况
2.1变频控制技术应用特点
煤矿在实际生产过程中，对生产全过程的要求较高，而变频控制技术在煤矿开采、生产中的应用可以有效满足煤矿行业发展的需求，提升机电设备运行质量与效率，减少其在运行期间造成大量能源损耗的现象。变频控制技术是新时代发展的产物，是结合电子技术、计算机技术的优势与特点形成的一种全新的综合性技术，可以有效将各类型的机电设备的单电源频率进行实时转换，改变电机运转速度，将交流电变成直流电，为整个机电设备的安全、稳定运行提供良好的保障。
2.2变频控制技术应用状况
在煤矿机电设备功率器件方面，机电设备在实际运行期间经过了GTR、IGBT的智能功率模块IPM更换的形式得到了快速发展，而设备中的变频功率也在不断增加。机电设备在运行期间，整个设备中的压频比控制方法也随着煤矿行业的快速发展发生了巨大的变化，并将现有机电设备矢量控制方法进行创新、完善，并对整个机电设备通过直接转矩的形式进行控制，减少煤矿在生产时能源的损耗，提升能源使用率。在煤矿变频控制技术创新过程中，出现了模糊自动化控制与人工神经网络等控制技术，可以有效扩大机电设备的变频控制技术的使用范围，并将原有单一的数字信息处理技术创新、完善，通过高级专用集成电路开展各项工作任务，只有这样才能保证所得出的处理结果有着较高的准确性，可以通过指令集计算机结果形成全新的集成电路，通过科学、合理的途径进行电力传输，减少电力能源的损耗，提升能源的使用效率，实现电力节能。
3煤矿机电设备对变频节能技术应用作用和原理
3.1煤矿机电设备对变频节能技术的应用作用
煤矿机电设备的实际应用过程中，在变频节能技术的应用方面能发挥其积极作用，该技术的应用能对机电设备的电流频率进行有效的调整，从而能有效降低设备运用当中对电能的消耗，最大程度的降低能源的效率量实现节能的目标[1]。变频节能技术的应用是在变频器设备的应用下实现的，设备包含的部件比较多，采用改变设备运转速度的方式，实现节能的效果。
煤矿机电设备在应用变频节能技术方面能有效降低能耗的消耗，提升机电设备运行的稳定性，最大程度减少机电设备长时间运行造成的设备损耗的现象。
3.2煤矿机电设备对变频节能技术的应用原理
煤矿机电设备当中应用变频节能技术，能够有助于提升机电设备的整体运行质量和效率。在实际的运行当中，变频节能技术通过多种信息技术的应用，变频器是重要的设备内容。技术在装置当中的应用对电流形式会发生转变，电流的频率也会因此而发生变化，改编的时候不消耗能源，设备也能够收到控制[2]。变频器使用时，对电流会实施转变，转变内容是直流电向交流电发生转变，交流电会继续的进行转变，电流形式没有变化，而频率出现了变化。机电设备对交流电频率的要求是不同的，变频节能技术的科学应用下，就能通过相应设备以及电路起到维护作用，保障设备的安全稳定运行。
4变频控制技术在煤矿机电设备中的应用与节能
4.1在提升机中的应用与节能
提升机是煤矿开采和生产中的重要机电设备，确保了物料和作业人员的安全。传统提升机主要采用金属电阻实现对电机的控制，采用接触器切除电阻实现调速。因此，传统提升机存在很大局限性，如电阻耗能大、散热不均匀、调速范围小及精确度较低等。变频技术在提升机中的应用，改善了提升机的整体工作性能，主要体现在以下方面。
①变频技术与编程器结合，以编辑制定变换的方式控制继电器逻辑关系，达到电路图和梯形图相互转换的效果，进而控制提升机的运行流程，保证了提升机的运行稳定性[4]。
②控制继电器时，由于外部线路使用较少，可减少继电器的使用数量，以提升控制使用效率，降低故障发生率。
③出现故障时，利用编程器的显示屏可排除故障，提升工作效率。变频技术的应用保障了提升机的整体安全性，降低了能源消耗。
4.2在通风机中的应用与节能
煤矿机电设备中，通风机确保了煤矿作业的安全和质量。传统通风机电设备调风能力弱，耗能高，不利于深井作业。变频控制技术可根据矿井的深度调节风量大小，降低能耗的同时提升作业人员的舒适度。随着开挖深度的增加，送风压力逐渐增大，通风机的功率随之增大。变频技术可使通风机的功率在短时间内达到最大，满足基本的开挖要求。实际工作中，变频技术要根据施工条件调节风力大小，并根据煤矿开采巷道的变化调节风速，以实现资源的最优配置。此外，变频控制技术可达到变频软启动的效果，有效降低或者避免电流过大对电网造成的不良影响。变频技术的应用避免了通风机超负荷运转，增加了通风机的使用寿命，降低了维护成本，提升了工作效率。
4.3在采煤机中的应用与节能
在采煤机设备工作模块应用变频节能技术，完善了采煤机的调速系统。应用电牵引采煤机时，该设备的理论变压器电压为380V，最大功率为2×110kW，可满足变频器转矩平衡和调速主从控制的要求。在设备应用模块应用四象限变频器调速模块，可满足采煤机的大幅度工作要求，避免牵引速度的不合理变化而导致下滑跑车状况。
4.4在皮带机中的应用与节能
皮带机主要采用转子串接电阻以改善转矩的方式或者采用减压空载的方式进行启动，整个启动过程消耗时间较少。系统启动时，如果皮带韧性不足，长期使用将造成皮带断裂。同时，皮带机在运行时会产生较大电流，对电网形成不良影响，增加了施工作业的危险。变频技术可改善传统的不良运行方式，减小运行中产生的电流，降低施工作业风险。皮带机运行中，可根据皮带的负荷调整工作频率，以提升电能使用效果。
结语
在中国倡导节能、环保的今天，煤矿行业要想实现安全、节能，就应该加强对变频控制技术的应用，实现煤炭机电设备的节能减排效果，提升煤矿能源的使用率，使企业获得良好的经济效益。
参考文献：
[1]吴仲强，裴德胜，孔令龙.关于煤矿机电设备中变频技术的应用分析[J].科技传播，2016（11）：206-207.
[2]王勋.煤矿机电变频控制技术与节能方法研究[J].中国设备工程，2018（3）：125-128.
[3]李茂龙.探析变频控制技术在煤矿机电设备中的应用[J].低碳世界，2017（4）：77-78.