摘 要：在我國當前的煤礦生產過程中，有兩條主要的原則——提高效率和節(jié)能安全。當前世界各國都面臨著嚴重的能源、資源短缺危機，我國也不例外。為了提高我國的煤礦生產效率，實現(xiàn)安全節(jié)能生產，就必須要大力改進煤礦機電設備，增強設備的使用性能，提高設備的技術含量。變頻節(jié)能技術在機電設備的改進中起到了非常有效的作用，大大改進了機電設備的調節(jié)和節(jié)能的功能，改善了機電設備的條件。本文筆者主要分析了煤礦機電設備中變頻節(jié)能技術的應用現(xiàn)狀及其原理，并總結了變頻節(jié)能技術在我國煤礦機電設備中的應用，希望可以給我國煤礦機電設備中變頻節(jié)能技術的應用提供參考。

關鍵詞：變頻節(jié)能技術；煤礦機電設備；應用

我國地大物博，煤礦資源非常豐富，是世界上的煤礦大國。煤礦產業(yè)給我國帶來了巨大的經濟效益，也給人們的生活帶來了很多便利。但是，我國目前的煤礦開采業(yè)現(xiàn)狀堪憂，生產效率低且耗能嚴重，許多中小型煤礦，開采技術普遍落后，煤礦開采人員的安全也得不到保障，而變頻節(jié)能技術在煤礦機電設備中的應用就可以使這些問題得到有效的的解決。實踐證明，變頻節(jié)能技術可以提高煤礦的生產效率，使生產過程更加安全、節(jié)能。

一、煤礦機電設備變頻節(jié)能技術的應用現(xiàn)狀與原理

隨著電子信息技術的發(fā)展以及節(jié)能理念的推廣，變頻節(jié)能技術逐漸被應用于煤礦生產的機電設備中，如礦井提升機、空壓機、采煤機、皮帶輸送機等。實踐應用后發(fā)現(xiàn)，采用節(jié)能變頻技術的機電設備的運轉效率大大提高，且比之前未采用該技術的同一機電設備的耗能量有了很大幅度的降低，同時也縮減了設備維修養(yǎng)護的開支，促進了煤礦產業(yè)經濟效益的提升[1]。變頻節(jié)能技術具有和其他傳統(tǒng)的交流電不一樣的特點，它主要運用了變頻調速技術將交流電的固定頻率轉化成為了一種能夠被充分利用的變動資源。

首先是在功率器件方面。經過了 GTR IGBT的更替發(fā)展起來的智能功率模塊 IPM，能夠將變頻的功率不斷地增大。其次是壓頻比（U/f）控制方式得到很大改進是控制理論上的革新，這方面的創(chuàng)新主要的是采用了矢量的控制辦法和進行直接的轉矩控制，能夠將實際當中的變頻節(jié)能技術應用到更大的范圍內。

其次是在新的研發(fā)方向上，出現(xiàn)了模糊自優(yōu)化控制和人工神經網絡等控制方法的創(chuàng)新，整個變頻技術的集成系統(tǒng)能夠獲得更大范圍上的集中，技術也由原來比較單一的數(shù)字信息處理，發(fā)展到目前比較先進的高級專用集成電路。從單片機開始，先后產生了數(shù)字信號處理器（DPS），精簡指令集計算機（RISC），出現(xiàn)的高級專用集成電路（ASIC）。

最后是在整個變頻的功能上，獲得了越來越高的綜合應用，不僅是具有比較基本的調速功能，而且還具有編程序參數(shù)辨識及通信等功能。利用電力半導體器件的通斷作用把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的電能控制裝置稱作“變頻器”。變頻調速就是通過改變電動機電源頻率實現(xiàn)速度調節(jié)的[2]。

二、變頻節(jié)能技術在我國煤礦機電設備中應用分析

（一）在采煤機中的應用

目前，采煤機變頻調速系統(tǒng)得到了進一步的發(fā)展和完善，已從以前的“一拖二”發(fā)展到“一拖一”，國產電牽引采煤機的行走功率最大為 2 × 110Kw，變頻器電壓為 380v，能夠在額定轉速下實現(xiàn)恒定轉矩調速和額定轉速以上恒定功率調速及兩臺變頻器之間的主從控制和轉矩平衡。從實際的運行情況來看，四象限變頻器調速電牽引采煤機對大傾角工作面能較大范圍內調節(jié)制動力矩，維持牽引速度保持不變，機器也沒有發(fā)生下滑跑車的現(xiàn)象，同時還具有操作方便、控制靈活、結構簡單、速度調節(jié)可靠的特點。

（二）在提升機中的應用

提升機是煤礦當中的一項重要的機電設備，對煤礦的生產和人員安全有著重大的作用。傳統(tǒng)的采用在電動機轉子電路內接入金屬電阻的方法雖然也能夠到達調速的目的，但是在實際當中，常常會存在著很大的安全隱患和對電能的大量消耗。在提升機當中使用變頻節(jié)能技術，主要的是選用交流四象限變頻調速系統(tǒng)配上變頻防爆提升機，實現(xiàn)數(shù)學信息的化的控制，在完備的輸入和輸出接口當中，實現(xiàn)對提升機的遠程控制，確保提升機完成擔負著輸送物料和人員的重要任務。

（三）在皮帶輸送機中的應用

變頻技術在皮帶機方面的應用具有和提升機相同的原理。在皮帶將井下的煤炭運送到地面上的過程當中，更大地發(fā)揮摩擦力的牽引作用，通過張力變形和摩擦力帶動物體在支撐輥輪上運動，成功地完成煤炭運送工作。在傳統(tǒng)的皮帶機運輸過程當中，采用液力耦合器來實現(xiàn)皮帶機的軟啟動，這常常容易造成皮帶斷裂和老化。采用變頻技能技術主要是降低電機啟動時的電流波動，減少機電內內的機械沖擊和發(fā)熱的情況。使得皮帶機的傳送功能能夠獲得最大的發(fā)揮，解決功率平均和同步問題。

（四）在流體負荷設備中的應用

變頻節(jié)能技術在流體負荷設備中的應用主要體現(xiàn)在風機和泵所采用的變頻調速。在風機中變頻調速的應用越來越多，同時出現(xiàn)了為煤礦特殊環(huán)境專門設計的變頻調速裝置。改造后的風機，實際轉速較改進前最低轉速下降了很多。電機實際輸出功率為改進前前導器半關閉時的1/3風量和風壓，更加適合礦井特性，每年可節(jié)約大量的電費。而變頻調速在礦區(qū)給水、給液用泵中應用靈活，明顯降低了設備的機械沖擊，增加了工藝系統(tǒng)控制的靈活性，提高了產品質量?？梢造`活的控制抽水泵的平滑起停、適時加減速，保證了井下液位的恒定，降低了泵空轉時間和頻繁起停帶來的大量能耗，機械設備的損耗也相應降低，保證了生產的安全高效運行。

參考文獻：

[1]李新.探討我國煤礦機電設備中變頻節(jié)能技術的應用[J].科技致富向導，2013，21：224.

[2]王李鵬.變頻節(jié)能技術在煤礦機電設備中的應用[J].中國高新技術企業(yè)，2015，28：97-98.