摘要：随着经济的繁荣，各行各业的发展进一步提升，煤矿行业也是如此，规模越来越大，数量越来越多。煤炭生产能耗巨大，不仅会增加煤矿行业的生产成本，而且与我国的可持续发展理念也相违背。在这样的情况下，煤矿行业想要实现行稳致远的关键在于机电变频技术的研究和应用。科学的利用变频技术，可以实现能源的节约。本文首先概述了变频技术，然后对变频控制技术的现状进行了分析，最后对机电变频技术的节能应用展开了研究。

关键词：煤矿；变频技术；节能

1变频控制技术概述

1.1变频技术原理

变频技术能够将直流电转换成不同频率的交流电，或者将交流电变为直流电再转换成频率不同的交流电。总之变频技术通过改变频率转换直、交流电，让相应的机电设备运行状态达到理想的效果。变频技术主要是通过变频器来实现的，变频器的组成和作用如表1所示。在煤矿生产作业时，在机电设备的控制线路中加入变频器，可以有效调控机电设备的频率。煤矿的生产较为复杂，会涉及到很多环节，不同环节作业需要机电设备的负载有着明显的差异。如果各个环节作业使用同样的输出功率，不仅不会提高作业效率，同时还会增加能耗。因此，通过变频器控制和调节输出功率至关重要。同时，为了提高变频器工作的稳定性，还应该安装相应的自动控制开关以及噪声消除器等。

1.2变频控制技术应用价值

变频控制技术在煤矿生产中的应用具有重要意义。第一，有助于能耗的降低。随着我国经济的发展，人们生活质量的提升，能源消耗的速度越来越快，煤矿行业间的竞争激烈程度也日益突出。煤矿行业想要在市场竞争中行稳致远，就应该进一步提高能源供给，在生产作业中提高效率降低能耗。对于煤矿生产而言，机电设备是最能够消耗能源的，其消耗的电量超过了电力消耗的三分之二。通过将变频设备与机电设备的融合，可以在很大程度上节约低电力的消耗。第二，有助于机电设备使用的安全性以及年限的延长。在进行煤矿的开采作业时，出现安全事故的主要原因是生产和运输设备使用不合理造成的。将变频技术应用到生产运输设备中，可以保证机电设备的输出功率与生产作业相适应，能够提高设备运行的稳定性，降低安全事故发生的概率，同时对于机电设备也能够起到一定的保护作用，延长机电设备的使用年限。

2变频控制技术在煤矿生产中应用现状

2.1煤矿机电设备运行问题

一是设备的能耗高。在煤矿机电设备使用过程中会导致大量的电力消耗，造成电能的浪费。很多煤矿企业缺乏创新，没有认识到机电设备的耗能情况，对机电设备进行优化。二是机电设备启停冲击大。在进行煤矿开采时，会用到输送机以及提升机等等，这些设备需要进行启停，会给机电设备带来一定影响，易引发安全事故。

2.2变频技术融入煤矿机电设备现状

我国有着丰富的煤炭资源，在一定程度上助推了我国的经济发展。但是在煤矿的开采中，无论是技术还是设备，都存在不够先进的问题。这就导致了煤矿开采作业效率低、安全性差以及能源消耗巨大。近些年来。我国煤矿行业开始将变频技术应用到煤矿机电设备中，在很大程度上提高了煤矿开采作业效率和安全性，同时也大大的节约了能源，促进了煤矿行业的可持续发展。变频控制技术的优势在于可以转变直流电和交流电，同时也能够改变交流电的固定频率，让交流电具有了一定的可变化性。随着我国科技的进步，变频技术更是朝着自动化、智能化的方向发展，使得煤矿机电设备的运行效率大大提升，进一步给煤矿作业提供了便利。

3煤矿变频节能技术的应用

3.1在煤矿掘进设备中的应用

在煤矿作业中，掘进机有着重要的作用。对于掘进机而言，其必须具备足够的驱动力，才能够有效地向前掘进。同时，掘进机的能耗也是巨大的。掘进机的性能和挖掘隧道的速度息息相关，煤矿生产效率和电能消耗也有着紧密的联系。所以，将变频技术应用到煤矿的掘进设备中至关重要。如今，很多煤矿企业都在掘进设备中加入了变频装置，取得了良好的效果。煤矿挖掘环境较为复杂，不同区域地质有着明显的不同，比如岩层、断面层以及煤层等地质条件就有着很大的差别，如果采用同样的掘进功率可能会会对煤层等产生破坏作用。所以，煤矿企业需要根据地质的不同，选择不同的挖掘方式。也就是利用变频技术对电流进行调节，让掘进设备的工作方式更加合理。比如在进行切割的过程中，进行变频控制，可以让切割机根据位置来分配电流，完成切割，让切割机处于稳定作业的状态，也不会对周围造成破坏。此外，应用变频控制技术，还可以有效调节机电设备的速度，结合不同的硬度，设计掘进机的方向和速度，让其能够高效的完成掘进作业，同时也能够实现能耗的降低。目前，在煤矿作业中，变频器实现了进一步的优化，变频电压已经能够达到380V，速度不变的情况下，掘进机不会产生卡顿等情况，相关人员可以更加灵活的操控掘进设备。

3.2在煤矿井下皮带机上的应用

在矿井作业中，需要将将井下的物料提升上来，这就需要用到皮带提升机。提升机工作需要反复上下进行，期间会经历多次的启停[1]。在工作过程中阻力也较大，会产生一定的热量，能耗较高。在大部分的提升机上都会利用金属电阻，控制提升机的转速。但是这种方式的起升的时间较长，具有较强的危险性，同时对于能耗的降低作用并不明显。所以，需要在在提升机控制线路中安装变频装置，可以使用四象限变频调速系统。通过变频调速，可以结合负荷和阻力对提升机的转速进行有效控制，能够在很大程度上提高提升机的作业效率。目前，煤矿生产中新研制了一种风力专用变频设备，进一步优化了调节精度，降低了能耗。矿井提升机对于煤矿的开采有着关键作用，能够保障作业人员的安全。传统的矿井提升机转速由金属电阻控制，安全性能较低。自从矿井提升机使用了变频装置后，传统提升机存在的问题都在很大程度上实现了改进，可以进行远程控制，便利了作业人员的开采工作。

3.3在煤矿皮带输送机上的应用

在煤矿生产过程中，皮带输送机起到的作用是传输物料[2]。想要让皮带转动，需要一定的张力，让皮带可以稳定的运行。运输机主要依靠摩擦力实现驱动。但是在摩擦的过程中会生产较多的热量，这会对皮带造成一定损伤，减少皮带传输机的使用年限，也会影响到传输机的运行效率。针对这种情况，可以利用变频技术解决。变频技术可以针对于传输设备上的物料的数量和重量，进行频率的调控。这样可以优化传输机的运行过程，同时能够有效调整转矩，在电机启动时，电流的干扰作用会大大降低。将变频技术应用到皮带传输机上，解决了传输机热量过大的问题，提高了传输效率，同时也实现了能源的节约。该技术在传输机上的应用原理和提升机类似。在系统的皮带传输机中，使用的基本上都是液力联轴器。液力联轴器的显著优势是启动和运输都较为平稳，但是使用时间增加，摩擦力一直处于较大的状态，皮带断裂等情况经常发生，容易损坏设备，甚至带来安全问题。但是将变频技术和传输设备的结合，改变了启动电流波动，解决了发热严重的问题，让传输机可以实现高效的传输，可以在一定程度上延长设备的使用年限。

3.4在煤矿智能控制通风系统中应用

在进行煤矿作业时，必须保证通风的顺畅，否则会给作业人员带来生命安全问题。变频控制技术在通风控制系统上的应用也较为广泛。在实际煤矿的生产中，煤矿企业需要结合矿井的实际情况以及作业人员数量等设置通风机的数量，保证通风的合理，让通风机的功能可以充分的发挥。通风机也十分耗能，煤矿作业的深度越深，需要的通风机数量就越多，并且必须保证通风机持续运转，所以能耗会越来越大。想要降低能耗，就应该结合实际情况，对通风机进行调控。将变频技术应用到通风机上，可以对通风机的运行进行稳定的调节，无需改变通风机的型号。根据矿井中需要的空气量进行调节，可以大大节约能源。根据调查显示，在利用了变频技术后，通风机的能耗节约了近一半。在应用变频控制技术的过程中，也在不断的对技术进行改进优化。使得通风机与掘进工作更加适应，可以在保证能源节约的同时，让矿井作业人员更加舒适。

3.5在煤矿故障检测中的应用

煤矿开采作业具有一定的危险性，开采的环境复杂，容易发生各种各样的事故。想要保证安全的进行煤矿的开采，作业过程中必须有故障检测设备。故障检测设备可以全面的收集矿井中的信息，并进行科学的分析，以此来检测出煤矿机电设备运行中可能存在的问题，及时的进行调整处理，降低事故发生的概率。可以在故障检测中应用变频控制系统，能够结合实际情况，对矿井中的数据进行整合，科学的设计出检测的方案，及时的发现在进行煤矿生产作业中的各种问题。同时可以根据检测的信息，制定出煤矿开采计划，提高开采的效率。总之，变频故障检测设备可以实现对安全隐患的监测，让煤矿作业安全性进一步提升。

3.6在煤矿井下水泵中的应用

在矿井挖掘的过程中，会存在地下水，需要对地下水进行排水处理。井下水泵的作用就是排水。井下的出水情况难以预知，所以需要对水泵进行调节才能够实现节能的作用。因此，可以将变频控制技术应用到井下水泵中，这样就可以根据水量，进行电机转速的调节，实现排水的同时，可以在一定程度上节约能源。

3.7在煤矿采煤机中的应用

采煤机对于煤矿开采作业有着举足轻重的作用，如果采煤机出现问题，会导致整个煤矿开采作业的停滞。为避免采煤机在煤矿开采中出现故障，可以引入变频控制技术。采煤机发生故障的主要原因有两个。一是采煤机不能够匀速运行，二是采煤机容易出现下滑跑车的情况。利用变频控制技术，可以实时的对采煤机进行自动控制和调节，保证设备能够匀速的进行，降低出现故障的可能性。同时，在采煤机中应用变频技术，可以大大的优化系统，提高采煤机的工作效率。

4煤矿机电变频节能技术应用准备

（1）要制定合理的管理制度。明确各个岗位的工作内容和要求，让煤矿作业人员能够各司其职，合理的应用变频技术完成采矿作业。（2）对作业人员进行培训。煤矿作业人员需要了解变频技术的作用以及调节方式。所以，煤矿企业应该在作业开展前，对作业人员进行培训，让作业人员能够掌握相关的技。同时还要提高作业人员的安全意识和责任意识，保证煤矿作业可以顺利进行。（3）应该加强监管。在煤矿开采前，应该对使用的设备等进行严格的检测，保证设备没有问题，可以稳定运行。在开采作业中，也应该加强监督，保证作业人员能够规范作业。

5结语

综上所述，在新时代，传统的煤矿机电设备能耗巨大，与我国可持续发展理念不符。所以煤矿企业应该重视对变频控制技术的利用，通过变频控制来实现能源的节约和效率的提升。煤矿企业可以将变频控制技术应用在矿井提升机、传输机、掘进机、采煤机、地下水泵、通风机、故障检测系统中应用，实现良好的效果。

参考文献：

[1]何广亮.变频控制技术在煤矿机电设备中的应用[J].内蒙古煤炭经济，2021(11):146-147.

[2]韩少勇.变频控制技术在煤矿机电设备中的应用[J].化工管理，2021(10):119-120.

作者:杨建军 单位:山西石港煤业有限责任公司