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【摘要】
近年來，隨著我國煤炭科技工業的高速發展，變頻節能技術因具有可靠的調速性能以及良好的節能作用，被廣泛用于煤礦生產，大大提高了煤礦設備自動化水平?；诖?，本文簡單分析了變頻節能技術的基本原理、發展與應用現狀，并對變頻節能技術在井下煤礦設備中的發展狀況以及發展前景進行了詳細的論述。通過變頻節能技術的應用，可發揮節能減排作用，進而提高企業的經濟效益與社會效益。
【關鍵詞】
前言
在目前經濟與能源矛盾日益激烈的情況下，尤其是建立資源節約型社會的宣傳，煤礦企業要想做好節能工作，必須選用變頻技術。同時，在設備運行過程中應用變頻技術，不僅能夠提升操控性能，還能取得明顯的節能效果。因此，必須不斷增大對技術創新工作的投入，逐漸增大變頻節能技術在各大煤礦中的應用，使得變頻技術趨于成熟。通過應用變頻技術，能促進我國煤礦企業的進一步發展，提升采煤效率，真正做好低碳與節能工作，確保工作安全。
1變頻節能技術的基本原理和發展
所謂變頻技術，一般指通過改變交流電頻率來達到設備控制自動化要求，是一種現代化的無附加轉差損耗調速形式。通過變頻技術，能夠以機電設備負載部位變化值為基礎，在系統前段部位布設設備的參數值，改變設備運轉狀態，提升機電設備運轉效率。n=50f/p式中：n-電動機轉速；f-頻率；p-電機級數。當n處于一定狀態時，通過改變f，就能夠對n進行一定的改變。同時，當f處于0~50Hz范圍內變化時，n調節范圍會很寬。變頻調速就是依據此原理，并通過改變電動機電源頻率的方式來達到調速要求。煤礦井下環境一般具有特殊性，且瓦斯、煤塵等作為主要的易燃易爆物品，有一定的危險性，變頻技術無法較好的在井下環境中應用。近年來，隨著科學技術的進一步發展，變頻節能技術在機電設備中得到了越來越廣泛的應用，大大提高了設備運轉效率，并且還大幅節省了電能、設備維護費用支出，提升礦產企業經濟效益。由此可以看出，通過變頻節能技術的應用，能夠有效改善煤礦機電設備自身性能。
2變頻節能技術原理和應用現狀
2.1變頻節能技術應用現狀
煤礦企業在進行煤礦的開采時，安全生產工作是企業高度關注的內容，所以沒有草率的對變頻節能技術進行應用，但隨著近年來科技、節能思想的推廣，煤礦企業也已經開始在煤礦生產機電設備運行過程中運用變頻節能技術，例如采煤機、皮帶輸送機等，大大提高了設備性能與運行效率，并且還大幅降低了設備運行所消耗的能量，實現了節能目的，同時還降低了設備維修與修理的費用支出力度，最終提高了煤礦企業的經濟利潤。
2.2變頻節能技術原理
通過變頻節能技術，能夠使得煤礦生產機電設備性能得到有效的改善，相比于以前采用的交流電，存在很大的差別，其能夠轉換交流電的固定頻率，進而使得交流電轉變為可變性資源，大大提升了交流電的利用效率?；贕TRIGBT功率器件，有關科研人員現已經研發出了智能功率模塊IPM，大大提高了變頻功率。同時，變頻節能技術打破了傳統控制理論的限制，通過采用該技術，能夠有效改善后壓頻比控制方法，此項創新主要是基于矢量控制辦法，并進行轉矩控制，使得變頻節能技術在生產中應用的范圍得到了擴大。通過人工神經網絡、模糊自動優化控制等新型控制方法，使得變頻技術中的集成系統得到了進一步改善、優化，在更大范圍內集中集成系統。而技術也不再受到數字信息處理的限制，形成了具有更高技術的集成電路。此外，變頻技術功能應用范圍也不斷擴大，現已成為綜合性能較高的一種技術。通過變頻節能技術的應用，不僅對生產機電設備進行合理的調控，還能對編程參數以及傳輸信息等進行有效的辨識。變頻器是指通過通斷電力半導體器件，將頻率、電壓不變的工頻交流電轉換為頻率、電壓可變的交流電的控制設備。使電動機電源頻率發生改變來調解機電設備的速度即為變頻調速。
3在煤礦機電設備中應用變頻技術的主要原因
近年來，為了保證社會經濟的持續發展，煤炭企業正在不斷開采日益減少的煤礦資源，使得我國煤炭資源儲量緊缺現象越來越緊張，基于此，煤炭行業的競爭也不斷激烈。如果想要確保煤炭企業的持續發展，必須采用先進的技術來降低煤炭開采企業生產經營中所消耗的電能，用盡量少的成本獲得最大的經濟效益。由此可以看出，必須在煤礦機電設備中應用變頻技術，滿足節能減排要求，提高企業經濟效益。同時還能少設備排放的廢物，降低煤炭開采活動對生態環境的破壞和污染。對于煤炭企業，煤炭開采過程中所采用的機械設備消耗的電能很多，只有對變頻技術進行合理的運用，才能增加具體的應用案例，為研究人員提供研究資料，不斷創新變頻技術，大幅降低機電設備運行過程中所消耗的能量，提升機電設備的可控性和節能性。由此可以看出，在煤礦機電設備中合理應用變頻技術至關重要。
4煤礦機電設備中變頻節能技術的應用分析
4.1提升機中變頻技術的應用
在煤礦生產中，提升機具有極其重要的作用，其能夠確保工作人員安全的運用機電設備。例如在電動機轉子電路中運用金屬電阻，雖然能具有一定的調速作用，但運行過程中還是存在許多問題，特別是安全問題。同時，電能的大量消耗問題也是一項重要的問題?，F階段所使用的變頻節能技術能夠對設備數字信息化進行有效的控制，其主要是將變頻防爆提升機有效結合四象限變頻調速系統，提升機的遠程控制能夠用輸出和輸入接口控制，這樣依賴，可確保工作人員與物料輸送的安全高效。
4.2在采煤機中的應用
所謂四象限運行的交流變頻調速采煤技術，主要是一種水平處于世界前列的能量回饋型技術，我國生產的電牽引采煤機運行功率可達2×110kW，變頻電壓可達380V，并且還可以在額定轉速情況下實行恒定轉矩調速，同時還能進行兩臺變頻器之間的轉矩平衡和主從控制操作。此外，在四象限變頻器調速電牽引采煤機實際運行過程中，當大傾角工作面在對制動力矩進行一定的調節操作時，其可調節的范圍較大，但牽引速度幾乎不發生變化。無下滑跑車的情況下，控制操作較簡便，可靠性較強。
4.3在皮帶輸送機中的應用
變頻技術應用于皮帶輸送機的原理類似于提升機，通過該技術的應用，可有效利用摩擦力的牽引作用，并通過對摩擦力與張力變形作用來帶動物體，使得物體在支撐輥輪上運動，將井下的煤炭順利的輸送至地面。采用傳統皮帶機進行煤炭運送時，主要是利用液力耦合器來啟動皮帶輸送機，但此種方式會加快皮帶老化速度，并且還會提高皮帶斷裂現象發生的幾率。將變頻技術應用于皮帶輸送機，可減少電機啟動時電流發生的波動，以此來降低機電內部的機械沖擊與發熱等情況發生的概率，發揮皮帶輸送機最大化運送作用，有效解決功率平均和同步問題。
4.4在流體負荷設施中的應用
將變頻技術應用于流體負荷設施，可對泵和風機進行變頻調速。近年來，隨著變頻調速技術在風機中應用的越來越廣泛，科研人員現已研發出了適用于煤礦開采特殊環境的變頻調速設備。在完成了風機的改造之后，其運行轉速明顯要小于改造之前。同時，風機改造之前的導器半關閉的風壓、風量是改造之后實際輸出的功率的3倍，此性能更適用于煤礦開采，進而節約電能。此外，將變頻節能技術應用于液用泵、礦區之后，能夠對該設備進行良好的變頻調速，增大了生產工藝系統的控制力度，提高了控制的靈活性與產品質量。通過應用變頻節能技術，大大提高了抽水泵控制的靈活度，使抽水泵能夠實時加減速、平滑起停，且使井下液位保持固定值，縮短了泵空轉時間，減少了因抽水泵頻繁啟停時消耗的電能，降低了機械設施損耗，有效提高了生產效率。
5變頻節能技術的發展要求
隨著煤炭企業現代化礦井建設的發展，變頻技術等一系列先進技術在煤礦行業中的應用充分發揮了其重要的作用。由此可以看出，以變頻技術來節約能源是現代化社會的一個必然趨勢。但因煤礦生產的特殊環境和對安全的特殊要求，變頻技術在井下工作中的應用時間較晚。近年來，隨著市場經濟的快速發展，煤炭企業的節能降耗增產增效以及綠色低碳開發受到了人們的高度關注，設備的改造、更新是必然的趨勢。此外，煤礦井下開采環境惡劣，空氣中還存在大量的瓦斯、粉塵等易燃易爆成分，所以市場上符合煤礦安全要求的隔爆型變頻器并不多，因此需要廣大工程科技人員和相關企事業科研院所大力協作研發更多符合井下要求的該類型產品。
6總結
總而言之，要想實現煤炭企業的持續發展，必須積極采取相關對策，對煤礦機電設備事故的發生進行有效的預防，主要包括不斷提高員工安全意識，并對機電設備進行合理的利用等，真正預防機電事故的發生，推動煤礦企業的可持續發展?，F代社會中，技術是確保企業告訴發展的重要基礎。對于煤炭企業，必須在煤礦機電設備中廣泛的應用變頻節能技術，提升煤礦機電設備運行速度，簡化煤礦機電設備操作流程，降低煤炭企業能源消耗，延長煤礦機電設備使用壽命，提高煤炭企業的競爭能力。
作者：藍紅日 單位：廣西右江礦務局有限公司機電處
參考文獻
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