内蒙古安达职业健康技术服务有限公司 内蒙古自治区 014030
摘要：近几年来，我国的矿山机电设备应用范围越来越广，科学技术的发展也促进了变频技术、调节性能等技术与矿山机电设备的融合度，提高了矿山机电设备的应用效果和工作质量。基于此，本文重点探究变频技术在矿山机电设备中应用后，可以为矿山企业创造更大的效益和发展潜力。
关键词：矿山机电；机电设备；设备变频；变频节能技术
引言
近年来节能减排成为全社会的广泛共识，同时随着科学水平和技术装备的发展，节能技术也更为先进。矿山开采是传统的耗能产业，如何降低矿山机电设备的能耗水平，并提升机电设备的控制能力，是相关主管部门和科技工作者研究的热点问题。变频技术最为根本的特征就是能够改变交流电源的频率，在具体的应用中，变频技术可以有效地使三相异步电动机电源的频率得到调整，而这一调整使转速得到了有效的控制，随着电动机的不断运行，其他机电设备也会在此技术控制下保持稳定、可靠的机械运动。
1矿山机电设备变频节能的重要性
矿山产业发展关系着我国民生经济、社会发展等，我国产业结构的变革，国家在节能减排方面做出了积极的调整，也投入了大量的人才资源、财产资源等，国民也对自身的生存环境提出了更高的要求，第二产业面临关键的发展转折期，以矿山产业为主的很多企业都开始向更加节能高效、污染程度低的方向进步。变频技术也因此被广泛应用在各个领域中，很多人对变频这一技术的了解还不够全面，认为其目前只应用在小型家电上，矿山机电设备应用变频技术能够促进矿山产业积极、可持续、有效的发展。
2变频节能技术、基本原理及前景
2.1变频节能技术
变频节能技术结合半导体器件的调节实现交流电源频率的改变，调整固有的固定式频率为用户要求的频率，实现减小设备能耗的效果。此技术的中心组成元件是变频器，其由中间直流环节、控制部分、逆变器和整流晶闸管这几个部分组成。变频系统的内部结构组成。在线路中加装变频器之后，变频器可以控制线路中发动机等装置的工作频率，实现控制设备工作速度的效果。在煤矿机电设备中，由于实际任务的不同，电动机的负载会频繁发生改变，因此应用变频器对电动机的运行频率予以调节，能够使设备的能耗大大降低并实现设备性能的优化。
2.2变频节能技术的基本原理
对于运行中的变频器，交流工频电源首先经由一个整流器，这时候不可调节电压与频率的交流点向直流电转换，然后基于工作指令的控制，控制电路会控制电源的幅值与频率，然后结合逆变器转化直流电为当时状态之下电动机要求的可调节的电压和频率的交流电，以实现负载工作。一般来讲，应将一部分辅助设备（像是噪声消除器、自动空气开关等）安装在变频器中，以确保更加稳定和安全地输出电流。很多试验数据证实，相比较于工频，变频状态下运行的一系列负载可以大大提升工作效率。
2.3变频技术应用前景分析
现阶段，变频节能技术在煤矿机电设备应用中较为广泛，而在我国的煤炭行业发展过程中，变频技术的使用也能够在一定程度上有效推进整体生产行业的快速发展。为了保证矿井生产过程中的安全性以及较高的生产效率，很多矿井在生产过程中均引入了变频节能技术，相对于其他行业来说，矿井的变频技术使用频率逐渐趋于频繁，但很多矿井的技术应用仍处于起步阶段。近年来，我国的变频节能技术在矿井行业的应用相对于传统矿井开采过程中越来越广泛，大多体现在采煤机以及提升机的使用过程中，在已有的生产实践中，变频节能技术相对于其他设备来说工作更加稳定。原有的机电设备工作方式得到了有效优化，生产技术水平显著提升，生产效率明显提升。
3矿山机电设备变频节能技术应用
3.1风机
风机作为矿山生产中重要设备组成，其主要包括压缩机、拖动风机等。在实际矿山生产过程中，风机运行所产生的能耗将会占据矿山生产机电设备总能耗的40%～50%左右。结合实际情况来看，不同的矿山生产阶段，对于风机类机电设备的实际需求情况也不尽相同，为满足此要求，便需要采用变频技术，通过技术调控来控制风险的实际输出功率。传统的变频方式是结合各生产阶段的实际情况，对风机进行有效替换。但此种情况不仅会影响到矿山的生产效率，而且还会增加矿山生产的设备成本。相比较之下，应用变频节能技术不仅不需要对风机进行替换，提高风机的输出功率控制效果，满足各生产阶段的实际要求，而且还可以有效降低风机的运行能耗，据科学研究发现，应用变频节能技术后，风机的节能效果将可以达到20～40，并且风机的性能曲线还可以得到有效优化，更符合矿山生产的实际操作要求。
3.2采煤机
随着科学技术的不断发展，如今采煤机功能虽然在不断增多，但由于社会矿产资源需求增加，采煤机运行时间增长、矿山开采条件较为复杂、工作环境较差，导致诱发故障的风险因素也在不断增多，进而可能会引发各种较为严重的矿山生产事故，严重威胁生产人员和生产设备的实际安全。在实际应用过程中，变频节能技术通常会采用“一拖二”或者“一拖一”的方式对采煤机进行控制，其中“一拖一”控制方式的应用更加广泛。变频节能技术的应用有效改善了传统采煤机在大倾角工作面上的性能不足问题，并且相比较传统的控制方式，变频节能技术的控制精度更高、提供的牵引力也更加持续和稳定，可以有效降低矿山开采过程中安全事故的发生几率，落实矿山安全生产目标。
3.3提升机
矿山机械开采涉及大量的井下操作，在井下作业中矿井提升机的启动和操作频率较高，同时对提升机的控制能力有着较高的要求，现实生产中，经常发生由于提升机故障，导致矿山开采效率降低的问题。从这一角度分析，应用变频节能技术，可提升提升机的工作性能，进而提升矿山开采效率。变频节能技术在提升机中的应用，主要表现在以下方面。首先，变频节能技术能够实现提升机速度控制的精确化，验收过程更加稳定，进而提升整个煤矿开采系统的安全性和稳定性；其次，在使用变频节能技术的提升机种设备，故障率明显降低，后期提升机维修和维护工作也相对简单。
3.4胶带运输机
矿山生产过程中使用的胶带运输机通常具有大惯性，重荷载，长时间的特性，在传统的胶带运输机启动过程中，常采用软启动器对启动机进行多次启动，大大增加了胶带运输机损耗率和故障率。借助于变频节能技术，可大大提升对于输出功率的控制能力，在胶带运输机上，货物增加或减少的过程中，可使得电动机启动和关闭次数减少，同时操作更容易，这种控制方式还能在一定程度上延长胶带使用寿命。与此同时，如使用软启动方式，则会在皮带传送机上安装液力耦合器，该装置可能导致电动机控制失效，进而引发胶带运输机的损坏，在使用变频节能技术时，可避免这一问题。
结束语
近年来，矿山行业可持续、现代化发展的趋向明显，在这一发展趋势下，节能改造是重点，各个矿山企业需结合其生产时所使用的机电设备，积极引入变频技术，通过变频技术的应用来提升生产的安全性，最大程度上降低机电设备的能耗，为矿山企业创造更大的发展潜力。
参考文献：
[1]李素慧，赵文涛.变频节能技术在我国煤矿机电设备中的应用[J].科技创新与应用，2014（20）：285-286.
[2]王志利.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用[J].机械管理开发，2017（07）：81-82.
[3]倪志远，毛守君，张兆仁.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用[J].内蒙古煤炭经济，2019（16）：187-188.