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摘要：变频技术不但调节性能良好，而且节能效果显著。将变频技术应用到煤矿机电设备中是煤矿开采的需要，同时也是科技发展的必然结果。本文进一步分析了煤矿机电设备中变频技术的应用，以供同仁参考借鉴。
关键词：煤矿；机电设备；变频技术
1变频技术的优点
1.1节能
上面所述的矿井提升机转子串电阻调速方法，不仅调速性能一般，易对设备造成损害，而且电阻上会消耗掉大量热能，浪费严重。反观变频调速，针对不同的电气设备，跟传统的电磁调速相比较，这种方法可以节电25%~80%。例如：煤矿生产里，为了实现风机、压缩机等设备的流量控制，常常会采用的一种办法就是调节阀门（气门）的开度的，这样做，不仅操作不方便，而且不安全、不经济。如果我们使用变频控制策略，通过控制转速来调节流量，不仅能做到调节的自动化，而且节约能源，一举两得。
1.2调速
普通的三相异步电动机，加装变频装置后就可以在比较宽的范围内平滑地改变转子转速，以实现调速功能。在煤矿生产领域,现有的提升机主电机一般还是沿袭转子串电阻的调速方式,调速的范围、精度都不高，安全性也不好，设备的维修量比较大。采用变频调速后，这些困扰都将得到改善。
1.3其他
调速性能的改善和节能效果的显著，这是变频器的两个重要贡献，此外，在实际生产中，它还具有一些可量化的优点，例如变频启动把对机械设备的危害降到了低点；使用变频装置，有利于实现设备配置的统一化，接口的标准化，提高设备的重复使用率等。
2变频技术主要类型
2.1交—交变频技术(即移相技术)
它通过控制电力电子器件的导通与关断时间，实现交流无触点开关、调压、调光、调速等目的。随着电力电子技术的发展，变频技术的发展方向是:（1）交流变频向直流变频方向转化；（2）控制技术由PWM(脉宽调制)向PAM(脉幅调制)方向发展；（3）分立元器件向高集成功率模块发展。总之，变频技术的发展趋势是朝着高度集成化、高频化、模块化方向发展。
2.2直—直变频技术(即斩波技术)
它是通过改变电力电子器件的通断时间，即改变脉冲的频率，或改变脉冲的宽度，从而达到调节直流平均电压的目的。
2.3直—交变频技术，这种技术在电子学中称为振荡技术，在电力电子学中称为逆变技术。振荡器利用电子放大器件将直流变成不同频率的交流电甚至电磁波。逆变器则利用功率开关将直流电变成不同频率的交流电。如果输出的交流电频率、相位、幅值与输入的交流电相同，称为有源变频技术；否则称为无源变频技术。
2.4交—直变频技术(即整流技术)
主要是通过二极管整流、二极管续流或晶闸管、功率晶体管可控整流实现交—直功率转换。这种转换多属于工频整流。
3煤矿机电设备中变频技术的应用
3.1变频技术在提升机中的应用
矿井提升机的实际工作条件，通常都很恶劣，它们的工作环境比较复杂，运行任务比较繁重，这就要求提升设备的性能比较优良，这样才能更好地适应工作需求。重复启动，不断调速是提升机主要工作特点，这就大大增加了提升机的工作故障率，造成提升机寿命的缩短。把一金属电阻安装于电动机转子电路，是通常所用的提升机调速措施，这种调速措施的调速主要是通过控制器来切除电阻实现的。对于这种调速方式，人们在长期生产实践中发现主要存在下列问题：电阻耗能大；很难有效处理散热问题；电阻调速为有级调速，存在速度可调范围小，并且精度低，安全性差等缺点；对于提升机的减速与下放，需有动力制动直流电源或低频电源投入，这样易损坏设备。以上问题已经对矿井安全生产造成了严重影响，并加大了矿井的开采成本。在提升机的调速工作中使用变频器，可有效避免上述问题，这主要体现在：（1）提升机的加、减速可无极平稳进行，可大幅提升系统的安全水平；（2）可大大降低设备能耗，节约电能；（3）对于提升机提升速度的控制借助的是PLC编程软件，而不是继电器，这样便减少了设备的维修工作量。另外提升机应用变频技术的另一大优势就是节能，提升机在实际应用变频器时，不断改进各种变频器，人们研制出了专门在提升机上使用的变频器—风光提升变频器。该变频器最大的特点就是兼容性特别好，这样大大提高了提升机的各项性能，很多煤矿企业也越来越青睐这种变频器。
3.2变频技术在胶带机中的应用
在煤矿开采时，胶带机的工作机制是借助电机的转动来牵引胶带进行转动，从而使得胶带上的材料运输到指定位置。胶带机的转动需要借助轮毂和胶带之间的摩擦力才能进行工作。胶带机必须借助强大的电路才能进行正常的工作。目前，我国大多数煤矿单位所使用的胶带装置是借助液力耦合器来对胶带进行操控，但是在设备启动前所需要的电流较大，容易使得电路中电压发生变换，从而出现胶带老化或者断裂现象的发生。此外，耦合器在工作中会释放出一定的热能，导致设备中油温的升高，从而使得机械老化的现象加重，不利于设备的长期使用。将变频技术应用在胶带机中，有效地改善了胶带机的启动方式，并且增加了设备的稳定性，有效地提高设备对电能的使用率，避免资源的浪费。
3.3变频技术在通风机中的应用
在我国煤矿工业发展中，变频技术越来越发挥着重要的作用。有需要就会有改革，煤矿井下有很多地方都需要通风来改善矿井劳动环境，此时就需要大量通风机的安装，以往普通的通风机消耗能源，加大煤矿企业投资，所以就有了进一步的改进，在风机中装入变频器。将变频器装入风机中，可以在矿井通风困难时自动调试电流频率，以此达到通风的效果，在无人看管的情况下，通风机就可以良好的运行。此外，煤矿下环境不好，需要运用局部通风机来改变工作环境，在煤矿机电工业实施中，局部通风机成了必不可少的电子设备。煤矿井下风力大小的控制取决于工作人员的需要，风力变频器的出现，在一定程度上节省能源，是煤矿工业生产实施的重要设备之一。煤矿井下需要大量的通风机，会大大的损耗电能，在通风机中加入变频技术，以此来调节和控制通风机的转动速度及频率，达到减缓通风机转动速度的目的，使工作人员在通风机合理运行的情况下更好的开展工作。控制通风机的频率在一定程度上控制了风量，改变了原先常规的通风机的匀速转动，大大减少了通风机的能量耗损，并且变频技术应用到通风机中也给瓦斯浓度带来了一定的安全性。
3.4变频技术在采煤机中的应用
采煤机在工作中需要频繁的进行启停和变速，因此，将变频技术应用在采煤机中需要对四象限工作进行考虑。借助四象限工作可以有效的对采煤机进行调节，确保采煤机的速度保持恒定，避免由于速度的变化出现下滑的现象。
3.5主要排水泵中的应用
主要排水泵担负着全矿井的排水任务，是矿井安全生产的重要设备之一。在矿井建设、生产以及雨季、冬季等不同时期，矿井的涌水量都是不同的，需要经应用根据实际涌水量调节矿井的排水量，而矿井主要排水泵的能力则是按照矿井的最大涌水量选型装备的。因此，矿井的主要排水泵长期处在“大马拉小车”现象，造成无谓的电能浪费。对主要排水泵的变频技术改造，重点是根据矿井的实际涌水量，设定电动机的运行频率以改变电动机转速，满足矿井实际涌水量的排水需求，避免“大马拉小车”现象。据统计，主要排水泵在变频技术改造后，节约电能至少在30％以上。
结束语
变频技术越来越得到广大煤矿机电企业的应用和认可，相信在未来的技术领域中会得到更进一步的发展，煤矿机电企业的经济地位也会在社会进展中越来越重要。
参考文献
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