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摘要：在我国煤矿行业发展中，机电设备的应用提升了矿山生产的效率，并为矿山工人作业提供了更加安全的环境，而将变频技术融入矿山机电设备运行中可以提升机电系统运行的自动化程度，使人工操作误差、机电设备力矩过剩等问题得到解决，本文就变频技术的概念及原理进行了分析，而后就其在矿山机电设备当中的应用进行了深入探究。
关键词：矿山机电设备；应用；变频技术
引言
机电设备在控制工作中，针对机电运行的情况进行参数分析而后对机电设备的电机运行速度进行调整，以实现对机电设备运行效率的调整，机电设备与变频技术的融合就是实现这一机电控制效果的关键，变频技术发源于上个世纪后期，在美、德等科技发达国家率先投入生产，这一技术与生产设备中电机的结合可以确保设备运行更加稳定与科学。
1变频技术的概念及运行原理
变频技术主要的作用单元为变频器，变频器的主要工作任务就是将工频电源通过半导体元器件转变成为另一种频率的电能驱动电机运转。一般在煤矿矿山生产中很多机电设备是不需要较长时间的满负荷运转的，而对其进行运行效率调整又是一项繁杂、操作环境复杂的工作，应用变频技术就可以使机电设备的电机在具体工作环境中自动调整运行效率，使生产设备在运行中避免出现过剩力矩，从而达到节约资源、保证生产效率的需求。在实际应用中变频技术很好地融合了计算机以及电子技术、电机传动技术，使机电设备运行中和强弱电技术等结合起来，这样机电设备中的电机运转频率更加符合真实生产需要，对于宝贵能源能够实现节约。细分析变频技术的工作机理我们不难发现，变频技术就是在工频电流信号与其他频率信号之间进行转变的过程中实现对电机转速控制的，而在利用利用变频器进行电流信号转变之前需要首先对交流电进行转化，使之成为符合变频器运行需要的直流电，而在机电设备变频控制时又通过逆变器将直流电信号变回交流电，从而使之能够适应机电设备电机运行驱动需要，煤矿机电设备运行中运用变频技术实现节能控制的主要技术基础其实就是电流频率以及机电设备的电机转速之间存在同比增长的相应关系，因此才能通过对电流频率的调节来对电机转速进行控制，在矿山生产过程中由于变频技术的融入使得电机运行更加稳定，能耗也更低。
2矿山机电设备运行中应用的变频节能技术分析
2.1在矿山提升机当中应用的变频节能控制技术
在进行矿山生产时提升机的主要作用其实相对简单，就是把矿井生产所需的矿工以及物料运送到矿井中，而提升机的主要结构就是一个运送电机，对这一电机进行变频控制可以是提升机的运行能耗更低，在提升机的结构中通常是在电动机转子电路当中接入相应的金属电阻，而在具体生产中运用控制器来对金属电阻的阻值进行调节，使之能够对电动机转子电流进行调整，从而实现提升机电动机转速的高效调节，但是在这一调节过程中金属电阻也会消耗大量能源，同时还会出现散热性较差、对机电设备运行形成阻碍的情况，这一调节过程不仅会因为电阻而出现矿山生产能耗高的问题，设备在电阻发热的过程中还会出现损伤，给矿山生产中机电设备的管理与维护带来挑战，也正是如此，很多运用落后控制技术的矿山在生产中出现了经济效益下滑的情况，长此以往，对矿山发展非常不利。而在矿井生产中积极应用变频控制技术则可以对这一问题进行彻底解决，这是因为变频技术可以在矿山机电设备运行中实现无级平稳调速，这一模式可以从多方面对矿山生产效果进行提升，机电设备运行中应用的变频技术存在如下优势：其一就是可以利用技术编程来满足机电设备控制的个性化需求，搭载了PLC等编程器技术的变频技术系统可以对电控系统实现高效、高质的继电器功能，同时优化机电设备运行控制中电路控制信号以及编程梯形图之间的科学转换，其运行效率与准确性相对较高；其次由于搭载了编程器的变频技术可以减少控制电路上的继电器模块的数量，使之运行效率就更高，且降低故障率，提升设备维护与管理的工作效果；再次，如果需要对机电设备控制系统进行维护与检查时可以非常方便地通过触屏或者编程器的检查分析来实现，大大方便了机电设备系统的检修工作；还有，由于变频系统的精密型极高，且扩展性也是有目共睹的，在程序出现问题时可以直接对参数进行调整，更降低了设备维护时更换硬件的频率，为矿山生产维护费用的节约创造了条件；最后由于变频控制系统在对提升机以及相应设备进行控制时能够协调运行冲击，使各机械设备之间磨损问题大大减轻，这有助于延长矿山提升机系统的运行寿命。
2.2变频节能技术在采煤机设备中的运用
采煤机由早期的液压牵引发展到如今的交流电牵引，并且随着电力电子制造技术、变流技术控制技术以及大规模集成电路的飞速发展，目前采用IGBT逆变的变频器可将鼠笼型电机的启动转矩提升到额定转矩的2倍，这种全数字式的通用变频器具有很强的控制能力，即使不用测速反馈，也能使鼠笼型电机具有较硬的机械特性和快速正反转能力。上世纪80年代末期，煤矿井下也开始在采、掘、运等主要设备调速上采用变频器。如采煤机的牵引电机、提升机、绞车、井下用通风机、水泵及带式输送机电机的调速等。牵引拖动有“一拖一”和“一拖二”两种方式，目前，采煤机的变频系统已经由“一拖二”发展到“一拖一”。目前在我国采煤机变频器常用的回馈制动通常指的是回馈电网制动，即将直流母线上的再生电能回馈到交流电网，而要实现直流回路与电源间的双向能量传递，一种最有效的方法就是采用有源逆变技术，即将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网，从而实现制动，实现制动的有效方法之一就是将整流桥的不可控器件二极管换为可控的IGBT，当变频器在正常工作的时候，整流器就起到整流的作用，当需要回馈制动时，整流器由触发信号控制进行回馈逆变，将电能反送至电网，起到了逆变的作用。目前我国很多采煤机都是采用四象限变频器，这种变频器具有结构简单、容易控制、速度可以随机调节的优势。
结束语
总之，在矿山生产中针对各种设备应用变频技术不仅可以有效提升设备运行的稳定性，同时还能实现能源的节约，使矿山生产更加高效与环保，我们在矿山生产设备、机电设备中应用变频技术是我们优化机电运行效果的必经之路，在以后的工作中我们还要不断通过科研、生产调整等操作来使变频技术与矿山机电设备运行融合地更加紧密，为我们建设更加智能化、环保化的矿山提供助力。
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