陕西竹园嘉原矿业有限公司 陕西省榆林市 719000
摘要：随着经济社会的快速发展，环境问题越来越严重，引发了人们的广泛关注。我国煤矿开采行业逐渐开始应用变频控制技术，变频控制技术的优势在于安全、高效以及便捷。本文主要是对煤矿行业机电变频控制技术进行分析，同时对变频控制技术对节能环保的影响展开研究和探讨。
关键词：煤矿机电设备；变频节能技术；应用
引言
在我国科技的发展，各领域的技术水平逐渐提高的今天，重工业的发展将会引发诸多能源和环境的问题。因此，专业的人员需要提出更多与新能源有关的概念。并注意在使用新能源的过程中融入更多的技术和方法。变频技术可以在开采矿产的过程中发挥重要的作用。如果能够在采矿设备中融入一些变频设备，自然就能够有效地降低生产的成本。另外，专业的人员更需要根据设备使用的情况来调整性能，最终也就能够改善开采的环境。
1机电设备中变频节能技术原理
我国煤矿开采行业改革发展，节能减排是主要方向，在提升机、采煤机和皮带机等机电设备中应用变频节能技术，可以有效降低电能损耗，提升开采效率。就变频节能技术的原理来看，是通过交流电固定周期模式来调整机电设备运行功率，并通过应用智能化电气系统，推动机电设备智能变频。如：机电设备空载运行中，降低设备功率到最低成本，减少机电设备能耗。如果设备满载运行，调整机电设备功率到峰值，提升采煤效率同时，将能耗降到最低，是煤矿开采企业主要关注的内容。基于变频节能技术，有助于推动机电设备智能化操控，减少劳动强度和工作量，降低生产成本和设备维护成本，推动采煤过程自动化、智能化发展。
2煤矿机电设备中变频节能技术的应用
2.1在风机中应用变频节能技术
风机是矿山生产，尤其是煤矿生产中的重要设备之一。矿山生产中的风机设备主要包括压缩机，拖动风机等，煤矿生产中的风机类设备用电量约占到整体设备用电量的40%~50%，统计结果显示我国矿山机电设备中的风机泵类机电设备与国外相比，效率大约要低5%~10%。在矿山生产的不同阶段，对于风机类设备的需求各不相同，这就需要通过变频技术实现对于风机输出功率的控制。传统方法是对风机进行替换来实现输出功率的变化，这种方式操作繁琐，大大增加了设备的采购量，影响了煤矿生产效率。在变频节能技术的支持下，风机问题得到了有效的改善，借助于变频节能技术，风机的节能效果大大提升，工作人员可以通过较为便捷的操作改变风机的付出能力，满足矿井生产不同阶段对于通风的需求。部分学者研究发现变频技术在风机中应用，节能效果大约在20%~40%之间，电机的性能曲线得到优化，更适合井下操作的需求。
2.2空气压缩机的变频技术
在煤矿煤业设备中，每一个机体的运行都要配合空气压缩机共同完成。在空气压缩机的设备机体化运行过程中，充分的运用交流电机的设备，在很长的时间内保持高速的运行，这样的一种方式可以很好的支持煤炭的联合生产。在空气压缩机的压力控制中采用两种不同的运行方式，机体的工作频率在稳定性的影响下去运行。空气运动压缩机的预设压力有着不同的影响，机械能够根据自己控制系统去实施具体相应的对策。在空气压缩机的运行过程中，当空气压缩机与预先设立的压力一模一样的时候，机器将主动的关闭空气阀，停止生产压缩各种各样的气体；当空气压缩机进入一种空载的状态时，在压力值的不断影响下，阀门自动开启，对于气体重新压缩，回到一种荷载状态，在这一过程中会用到调整表。
2.3采煤机应用变频节能技术
煤矿机电设备中，采煤机作为重要组成部分，电能损耗量较大，其中包含电气系统、机械系统和液压系统等，基于变频节能技术，可以实现各系统能耗降低。其组成部分可划分为采煤机，包括装载系统、切割部、行走装置和其他控制装置等。切割装置结合不同工作面动态调整设备运行功率，大功率适合大工作面作业需要，将煤矿快速纳入到装载系统中，小工作面下减少切割工作面，以此来实现节能减排的目的。装载系统需要结合采煤量来调整设备运行功率，促使装载速度和采煤速度匹配。行走装置，采煤机作业时牵引力有所偏差，需要变频调节行走装置频率，保证牵引力足够基础上，将电能损耗降到最低。另外，通过变频节能技术合理运用，除了降低采煤机能耗，还可以减少采煤机运行负荷，提升设备使用性能、使用寿命。
2.4变频控制技术应用于皮带机
一般来说，在矿井工程实施时，提升机的功力并不是最大的，其中皮带机在运行时产生的功率远远大于提升机，在运行过程中主要是通过转子绕组降压来使绕线电机的工频降低，在此之后使用液压耦合器进行皮带机的转换，最后实现皮带机的运转。皮带机启动时间是较为短暂的，因此对于皮带的任性有着较高的要求，如果任性不足，就会导致皮带出现断裂，加速皮带的磨损程度与老化程度。同时，转子串联电阻来进行转矩改善与减压空载启动都是当前皮带机的主要启动途径。当然，对于皮带机来说，在运行时会产生较多的热能，这些热能又会在一定程度上导致电机的发热，甚至产生的电流也会影响电网电压，造成其数据的上下波动。这些都会导致皮带机内部的摩擦与损坏，不利于其可持续运转。而通过变频技术的使用，能够较好地改变皮带机运转中存在的问题，不仅能够避免皮带软化带来的停止运转与不良运转，还能够让皮带机运行的整体性能得到较大提升，让其运行更具稳定性。通过变频技术能够调节与改变设备的工作频率，这主要是根据其自身的负荷能力与实际状况进行，实现电力的节约，让皮带机的运行更加安全高效。最后，使用高压变频器还能够让皮带机的能量回馈作用得到最优化，让节能效果更大化，更好地发挥皮带机能量回馈功能，达到更好节能的效果。同时，通过这一措施也能够减少维护设备的次数与频率，让维护费用大大减少。
2.5矿井提升机中变频技术的应用
在煤矿开采过程中，矿井提升机是一种非常重要的设备，提升机主要负责人员、开采材料以及煤炭的运输，提升机在具体运行过程中需要频繁的启动、停止、调速。在以前提升机在具体工作过程中，主要是通过切换相应的档位进行调速，这些档位与提升机转子上串的电阻连接，在应用中主要是通过调节电路中的电阻进行调速。这样的操作方式虽然简单，但是，在具体运行过程中会浪费许多电能，电阻在使用过程中长期发热会出现损坏的情况，这样的调速方式在具体使用过程中十分不经济。此外，该技术无法实现对提升机的无极调速，这样就会导致提升机设备在启停时产生较大的晃动，会严重影响提升机的运行安全。鉴于这些问题，煤矿提升机在具体使用过程中需要进行变频技术控制的使用，在进行变频控制技术改造后，提升机能够有效实现无极调速，避免在运行过程中产生大量的电能浪费，因为实现了无极调速，提升机设备在具体运行中可以更加平稳，有效提升煤矿提升机设备的可靠性。最重要的一点就是变频控制技术不采用机械设备的开关来进行调速，这样可以防止出现因设备损坏而导致安全事故发生的问题。
结语
变频控制技术在煤炭机电设备中的应用都起到了节能和提高效率的作用，而且对于煤炭行业未来的发展有着重要的作用，所以应该充分认识到变频技术发展的优势，并对这种技术进行充分地应用。
参考文献
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