摘 要：煤矿机电变频控制技术在经过一段时间发展之后，变频控制技术已经在煤矿领域中得到广泛应用，并取得了良好的成绩，在目前激烈的市场竞争环境下，企业的发展壮大离不开先进技术的储备和支持。对于众多煤炭企业来说，将变频节能技术广泛应用于煤矿机电设备中，可以使煤矿机电设备的运行安全性能得到提升，消除潜在的安全隐患，优化操作流程，节约能耗，提升企业竞争力，激发企业潜能。
关键词：煤矿机电；变频控制；节能技术
一、变频控制技术应用特点与状况
变频技术简单来说是指通过改变电流的频率来控制电机转速，从而实现设备自动控制的目的，这种频率的改变无附加转差损耗，是一种现代化的调速形式。变频技术中的核心设备是变频器，变频器构成复杂，主要由整流器、直流环节、逆变器和控制电路四部分构成，其中整流器是将交流电转变为直流电；直流环节是用来滤波；逆变器是将直流电转变为频率可控的交流电输出给电动机，是变频器的核心元件。变频节能技术的应用是为了使设备平稳运行，避免传统直流电动机无论在何种工作状态下都以额定频率工作而造成的能源浪费。煤矿机电设备中运用变频节能技术可以根据负载的变化有效调节工作频率，从而达到提升设备运行稳定性的目的。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，或将交流电转变成直流电，为整个机电设备的安全、稳定运行提供良好的保障。
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、合理的途徑进行电力传输，减少电力能源的损耗，提升能源的使用效率，实现电力节能。
二、煤矿机电变频控制技术的应用与节能
通风机节能。在煤矿开采过程中，通风机是煤矿开采中的重要组成部分，是矿井作业中不可缺少的通风设备，对矿井作业开采工作质量与效率来说起到了非常重要的作用。再加上煤矿作业在实际开采过程中需要较长的工作时间，煤矿深度与开采工作压力逐渐增加，对通风机设备的质量要求也越来越高。变频控制技术在煤矿通风机中的应用可以根据煤矿开采工作需求将通风机设备进行调节、控制，改变风量大小，减少能源、资源损耗，实现节能损耗。另外，变频控制技术在煤矿通风机设备中的应用还可以避免其在运行时发生安全故障，做好风力强度的控制工作，延长设备的使用寿命，将设备真正的价值体现出来。
采煤机节能。采煤机是煤炭资源开采过程中使用的集机械、电气设备和液压为一体的大型复杂设备，其工作环境异常恶劣，一旦出现设备故障导致后续的整条线路停止运行。同提升机的工作状态相似，采煤机的启停也较为频繁，产生的电流较大，再加上设备运行速度复杂，因而目前中国的煤矿企业广泛采用的是电牵引采煤机技术，该技术运用四象限运行的交流变频调速能量回馈型技术，其技术水平为世界前列。四象限变频器调速电牵引采煤机在实际运行过程中，大倾角工作面对制动力矩开展一定的调节操作时，可以实现稳定的牵引速度，并且让调节范围变大，避免滑跑车，具有操作简便、可靠性高的特点。
皮带机节能。皮带机是带式输送机的简称，其原理简单来说是通过电机转动带动皮带运转，在煤矿企业中主要用来运输矿料。皮带机一般使用软启动器启动电机，需要很大的启动电流，会造成电压和电力变化，加剧皮带的磨损和老化，造成电机设备损坏。在皮带输送机中应用变频技术，可以让电机启动时电流发生的波动有效减少，有助于皮带的启停稳定，从而减少机电内部的机械冲击与发热现象的产生，让皮带输送机的运送作用得到最大化发挥，并且使功率的平均和同步问题得到有效解决。
矿井提升机节能。提升机是在煤矿生产中使用的连接矿井与地面的大型机械运输设备，它主要的作用是升降物料、人员及设备，对煤矿企业有非常重要的作用。由于提升机需要长期在条件复杂恶劣的环境下工作，并且启动与操作的频率高，调速任务多，对其性能和品质都有很高的要求，一旦工作人员操作不当或由于设备本身老化的原因发生故障，对煤矿的经营生产都会产生不利影响。提升机在工作时主要依靠的是电动机转子电路中的金属电阻，通过改变该金属电阻阻值的大小实现电机转速的调节，从而调控提升机的速度，这也导致了电能的消耗量大，并且降低了安全性。因此将变频节能技术运用到提升机中，可以实现对设备的数字信息化控制，使设备的加减速更加稳定，降低故障率，有效控制能耗。通过这样的方法，可以提高工作人员的安全性，同时物料的输送也更加高效。
煤矿水泵节能。变频控制技术在矿区液用泵与供水泵中的应用可以保证整个水泵可以安全、稳定运行，加强对供水泵运行全过程的控制，保证其在运行时抽水泵可以处于稳定、平滑的状态，增加整个煤矿开采工作的灵活性，提升开采工作的质量与效率，避免其在运行时出现水泵摩擦的现象。变频控制技术在水泵设备中的应用可以避免在运行时造成对设备的冲击现象，保证操作人员的生命财产安全，从而延长设备的使用寿命。
三、结语
将变频技术应用到煤矿机电设备中对煤矿企业有至关重要的作用，在实际煤炭开采工作过程中使用的传统机械设备庞大且电耗巨大，因此必须要合理运用变频节能技术改善传统机电设备的性能，提高安全性，降低能耗。运用变频技术，一方面可以增加具体的应用案例，为相关技术研究人员提供实际应用资料让变频技术可以得到更好的创新发展；另一方面可以节省机电设备在运行过程中消耗的能量，提升机电设备的可控性及节能性。
参考文献
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[2]刘伟华，周文鹏，张全民.煤矿机电设备中的变频技术节能改造技术[J].民营科技，2014（3）：239.
（作者单位：淮北矿业信湖煤矿筹备处机电管理部）