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1變頻節(jié)能技術概述

變頻節(jié)能技術利用半導體器件的調(diào)節(jié)作用改變交流電源的頻率，將原本固定的頻率調(diào)整為用戶所需頻率，達到降低設備功耗的目的。該技術的核心元件是變頻器，主要由逆變器、控制部分、整流晶閘管和中間直流環(huán)節(jié)四個部分組成。將變頻器加裝到線路之后，線路中發(fā)動機等設備的運行頻率就會被變頻器控制，達到控制設備運行速度的目地。在煤礦機電設備中，電動機的負載會因為實際任務的不同而頻繁變化，因此安裝變頻器來調(diào)節(jié)電動機的工作頻率將會大大減少設備的能源損耗，優(yōu)化設備性能。

2變頻節(jié)能技術的基本原理

變頻器在工作過程中，交流工頻電源先通過一個整流器，此時頻率、電壓不可調(diào)節(jié)的交流電就會被轉(zhuǎn)換成直流電，之后在運行指令的控制下，控制電路會對電源的頻率和幅值進行控制，之后再通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為當前狀態(tài)下電機所需的頻率、電壓可調(diào)的交流電來帶動負載工作。通常情況下，我們還需要給變頻器安裝一些輔助設備比如自動空氣開關、噪聲消除器等來保證輸出電流的安全可靠性。大量實驗數(shù)據(jù)表明，與工頻相比，各種負載在變頻狀態(tài)下運行，其效率在不同程度上各有提升。

3變頻節(jié)能技術的發(fā)展

以前的煤礦開采中，經(jīng)常發(fā)生坍塌事故。對事故原因進行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，很多是由對設備的使用不當造成的。國家近些年加大了煤礦管理力度，禁止無資質(zhì)、不合格的企業(yè)進行煤炭開采工作。在新的標準中，對開采設備的要求也比較高。一些主要設備上，例如提升機、膠帶機、空壓機等都有使用變頻器。隨著變頻技術的不斷發(fā)展，到了20世紀80年代，人們還研究出了PWM智能模塊，提高了變頻的功率，使設備的運行更加穩(wěn)定。變頻器實現(xiàn)控制功能的原理是矢量和轉(zhuǎn)矩的控制。目前，我國在變頻器的應用方面已經(jīng)處于比較先進的水平，也發(fā)表了很多比較先進的言論，例如模糊自動化理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡控制理論等?？v觀我國變頻技術的發(fā)展歷程，早已從早期的單片機處理發(fā)展到了如今的編程控制。

4變頻節(jié)能技術在煤礦機電設備中的應用

1)變頻技術在提升機中的應用。提升機主要是將煤炭從礦井深處運送到地表，在其運行過程中，很多時候需要對其運行速度進行調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)的金屬電阻雖然也能夠?qū)崿F(xiàn)這一功能，但從整個電路安全角度進行分析，這種調(diào)速安全性并不高，電能消耗也很大。而引入了變頻技術之后，不僅提高了設備的穩(wěn)定性，保證了速度調(diào)節(jié)的及時性，而且減小了故障的發(fā)生率，在保證物料正常運輸?shù)耐瑫r，還確保了操作人員的安全。隨著變頻技術的不斷發(fā)展，目前已經(jīng)研制出提升機專用變頻器，該設備兼容性強，為煤企帶來了良好的經(jīng)濟效益。

2)變頻技術在采煤機中的應用。采煤機一旦出現(xiàn)故障，整條生產(chǎn)線必須停止工作。變頻器節(jié)能技術的引入，在很大程度上有效地解決了這一難題。目前，我國的變頻采煤技術處于世界領先水平，我國生產(chǎn)的電牽引采煤機最大功率可達到2×110kW，設備在工作過程中，變頻器的額定電壓為380V時能夠?qū)崿F(xiàn)主從控制。實際應用過程中，在變頻器的帶動下，能夠保證設備的牽引速度恒定，且不發(fā)生下滑跑車現(xiàn)象。在控制過程中，還具有操作簡單、反應快等優(yōu)點。

3)變頻技術在膠帶輸送機中的應用。從應用原理上進行分析，變頻技術在膠帶機中的應用原理和提升機的應用原理是相同的。在運輸煤塊過程中，膠帶與滾輪之間的摩擦力越大，能夠運輸?shù)拿禾恐亓恳簿驮酱?，但是運輸?shù)拿禾吭蕉?，對設備造成的壓力也就越大。而變頻器的應用，則幫助人們找到了運輸量和設備負荷之間的平衡。以往為了保護設備的安全性，都是使用液力耦合器完成膠帶的軟啟動，長此以往，容易對膠帶造成損壞，導致其老化、斷裂。而變頻技術的使用，能夠降低設備在啟動過程中的電流，保護設備在啟動過程中避免受到大電流的損害，有效解決功率的同步問題。

4)變頻技術在流體負荷設備中的應用。在流體負荷設備中加入變頻技術可以對風機和水泵進行變頻調(diào)速。變頻器越來越多地應用于煤礦風機中，技術人員通過對煤礦環(huán)境的研究，調(diào)配出了適合煤礦環(huán)境下的變頻調(diào)速裝置。在對風機加裝了變頻器之后，最低轉(zhuǎn)速相對于改裝之前有了大幅度下降，不僅更加適用于井下，還可節(jié)省大量的電能。在液用泵、礦區(qū)給水中，變頻設備的應用也十分靈活，不僅提高了控制效率，還增強了設備的靈活性。無論是哪一方面功能的增強，都為煤礦系統(tǒng)的安全運行打下了良好的基礎。

5結語

我國擁有大量的煤礦資源，人們對于煤炭資源的需求量也很大，隨著人們對環(huán)境問題、安全問題的重視，在進行煤炭資源開采時，需要注意的地方也越來越多。變頻技術就是節(jié)能環(huán)保的一個重要研究方向。雖然目前變頻節(jié)能技術在煤礦開采過程中發(fā)揮了重要的作用，但是其功效并未完全發(fā)揮出來。根據(jù)目前的實踐經(jīng)驗，變頻節(jié)能技術已經(jīng)展現(xiàn)出了節(jié)能、減排方面的功效。我國的煤炭生產(chǎn)企業(yè)應該加強對變頻技術的研究，增加其帶來的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。