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摘 要 变频调速技术作为当今时代下的一门新兴科技，已经运用到越来越多的地方，都取得了较好的效果。通过对煤矿机电领域的现状进行分析，为进一步提高能源利用效率，达到节能的效果，提出了变频调速技术在煤矿机电领域的运用的一些方案。
关键词 变频调速；节能；煤矿机电；作用
中图分类号：TD98 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）21-0009-02
改变频率和电压后一般会引起电机速度的改变，这种技术称之为变频调速技术，通过调速可以起到提高效率、节约能源的作用。同时还提高了设备的运行。它的原理主要是，首先保证电级固定，辅之以电源频率的改变，随后从设备运行的实际情况出发，对设备运行参数进行设定。
1 变频调速技术的原理
将微机、电子技术以及传动技术结合在一起，形成的一种技术，这种技术具备机电一体和强弱点混合的特点。在实际运用中，它是利用电力半导期间的通断作用改变电能装置的频率，先将工作用的交流电通过特殊手段转化成直流电压，接着使用逆变器，把电源变成可以控制机频率改变和电压大小的交流电压，让这种电压成为电机的主要电源，让电机使用可以随意改变速度并且不需要太大的损耗的电压，它的特点是损耗低、效率高。它可以根据电机负载变化实现平滑、自动的增速减速，以此来提高工作效率。
电机转速与供电频率有以下关系：
（n表示转速、f表示输入频率、s表示电机转差率、q表示电磁极对数）
通过公式可以了解到，转速n与频率f成正比，频率越高转速越大，这就是变频调速的原理。
2 煤矿机电领域的现状
煤矿的开采过程中需要消耗大量的电力资源，光电力的消耗就占据了生产成本的很大一部分，运用在通风、排水、提升、压气等设备上的电能就占据了总能耗的2/3，其中很大一部分浪费都属于电能的消耗。企业在选择设备的时候往往按照最大的生产需求来进行选择，但是在实际的应用中，很少遇到那种情况，所以在运行中采取的是改变一些参数的手段，来达到让设备运行的目的，这些手段效率低、消耗高。不但没有取得很好的效果，反而浪费了大量的电力。
因为机电在运行时会有不同的电压要求，随之而来的是电压的不稳定，从而干扰整个电网，造成干扰的同时还容易损坏整个电网工程，加上设备在这样的环境中运行很容易造成设备损坏的现象。因此，迫切需要引进新的技术改变这种局面，变频调速器技术在这方面却有着很好的效果，从理论上来说变频调速技术可以通过频率的调节来适应转速的变化，从而节约能源，减少消耗，从而促进煤矿机电的发展。
3 变频调速技术在煤矿机电设备节能上的运用
1）变频调速技术在通风机设备上的运用。通风机设备在矿井的安全上有着巨大的作用，一般都是24小时不间断运行的，鉴于通风机的长久、持续运行，损耗相对其他设备来说也会更高。另一方面，在矿井开采的过程中，随着深度的变化，对通风机的风量要求也不一样，因此风量也需要根据实际情况进行调节。在过去的技术上是很难做到既节约电能，同时还要达到增大通风量的要求的，但是引入变频调速技术后，就可以实现通风机设备通风量的自由变化，根据实际情况设定电动机的运行频率，在满足通风量要求的基础上，还可以有效地节约电能，避免过去通风机“大炮打蚊子”的现象了。引入这项技术后，还可以把通风机消耗在挡板阻力上的电能转化成机械能，从而起到节能的效果，有调查显示，引入变频调速技术后，只需要原先3/5的电能就可以达到同样的效果。
2）变频调速技术在采煤机上的运用。采煤机是煤矿机电领域的重要设备，是煤矿开采的重要工具，把变频调速技术运用到采煤机上，不但可以有效解决采煤机的消耗过大的问题，还可以有效保护相关设备。采煤机变频调速技术相对其他来讲比较灵活、简单，也具备节能的特点，同时在速度上也有一定的优势。开采煤矿的工作离不开采煤机，在采煤机上使用变频技术可以大大节约电能的消耗，同时提高煤矿挖采的效率。
3）变频调速技术在矿井提升机上的运用。矿井提升机作为煤矿开采中的重要部分，主要负责煤炭开采人员上下井工作以及相关设备的运输。变频调速技术可以起到节约电能的作用，在矿井提升机上使用变频调速技术，可以提高矿井提升机的安全性，节约电力资源。同时可以提升矿井机上高压回路和低压控制回路之间的通讯能力，让整个系统可以实现对提升机的监控，保证人员设备的安全性，还可以通过计算机技术的支持，加上矿井机设备本身的高兼容性，可以实现提供远程控制设备的目的。因为速度提升过快或者相对的速度降低过快容易对设备造成一些损害，要减少这些损害，主要是把变频调速技术使用到矿井提升机上，通过这些手段保证整个系统平稳安全地运行下去，同时在一定程度上减少了能源的消耗。
4）变频调速技术在胶带输送机上的运用。胶带运输机是煤矿开采的重要设备，通常使用交流电为胶带运输机提供能源通过相关器械的传动保证胶带运输机正常运行。在传输过程中会产生许多热量，并且容易在运行过程中产生电机失控现象，胶带运输机在输送煤矿资源的同时容易出现一些问题，主要是超过了输送机的承受能力，从而引发胶带运输机断带。变频调速技术在这个领域的使用，可以大大减少此类现象的发生，因为它可以通过调节胶带运输机的频率和电流，是它在最佳的状态下运行，很少出现超重负荷的现象，在一定程度上，它还降低了胶带运输机的能源消耗，充分利用了现有的资源，保证了煤矿运输的效率。
5）变频调速技术在矿井泵类设备上的运用。通过物理知识的学习，我们知道功率以及流量之间是正相关的关系，压力与转速呈负相关关系，流量和转速也是正相关的关系，由此得出功率与转速呈正相关关系。基于这一点 ，只要机组效率额定，我们只要稍微调整机电的转速，这样就可以达到调节流量的目的，同时得出一个结论，在功率和转速之间存在正相关关系，所以，一方面可以改善设备的启动性能，另一方面，在矿井泵类设备的节能方面，采用变频调速的方法，也可以降低矿井泵类设备的能源消耗，并且帮助设备实现充分利用自身效能的目标，同时合理使用这些设备，还有益于设备的长期安全、稳定使用，在当今建设节约型社会的背景下，充分利用现有资源，实现经济效益的最大化。
根据上面的具体分析，可以明确，排水泵上也可以运用变频调速技术。排水泵作为矿井排水的重要设施，它的安全稳定运行对煤矿开采和整个矿井的安全有重要影响，在不同季节，因为降水量的不同，矿井里的积水量也有所不同，在调节排水泵的技术上也应该有所突破。如果按照以前那种方法，一方面，在降水量较小的时候，矿井的涌水量也较少，采用量大的排水泵就是一种资源的浪费；另一方面在降水量大的时候，涌进矿井内的水量就会骤增，采用一般的排水泵根本无法起到最好的效果。这就需要变频调速技术来做支撑，它可以方便、灵活地对排水泵进行控制，平滑地控制启停和加减速，从而实现根据实际情况使用排水泵对矿井内积水的高效、节能排除。
4 结束语
随着变频调速技术在我国的不断发展，它的优势开始体现出来，它可以实现节约能源的目标，与此同时，还可以提高设备的效率，帮助人们科学、合理地使用相关设备。尽管如此，对变频调速技术的研究还是不够。很多行业本来可以运用变频调速技术实现高效节能的生产目标，但是这项技术在我国的推广程度和普及程度远远不够，使其无法使用这一技术，不能达到节约能源的目标，所以应该鼓励其他企业使用变频调速技术进行创新。特别是煤矿机电领域，通过变频调速技术，实现节能的同时，可提高煤矿开采效率，促进我国能源事业的发展，为建设社会主义和谐社会贡献力量。
参考文献
[1]刘小川.矿业机电领域中变频调速技术的节能作用探究[J].科技传播，2013（4）.
关键词 变频调速；节能；煤矿机电；作用
中图分类号：TD98 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）21-0009-02
改变频率和电压后一般会引起电机速度的改变，这种技术称之为变频调速技术，通过调速可以起到提高效率、节约能源的作用。同时还提高了设备的运行。它的原理主要是，首先保证电级固定，辅之以电源频率的改变，随后从设备运行的实际情况出发，对设备运行参数进行设定。
1 变频调速技术的原理
将微机、电子技术以及传动技术结合在一起，形成的一种技术，这种技术具备机电一体和强弱点混合的特点。在实际运用中，它是利用电力半导期间的通断作用改变电能装置的频率，先将工作用的交流电通过特殊手段转化成直流电压，接着使用逆变器，把电源变成可以控制机频率改变和电压大小的交流电压，让这种电压成为电机的主要电源，让电机使用可以随意改变速度并且不需要太大的损耗的电压，它的特点是损耗低、效率高。它可以根据电机负载变化实现平滑、自动的增速减速，以此来提高工作效率。
电机转速与供电频率有以下关系：
（n表示转速、f表示输入频率、s表示电机转差率、q表示电磁极对数）
通过公式可以了解到，转速n与频率f成正比，频率越高转速越大，这就是变频调速的原理。
2 煤矿机电领域的现状
煤矿的开采过程中需要消耗大量的电力资源，光电力的消耗就占据了生产成本的很大一部分，运用在通风、排水、提升、压气等设备上的电能就占据了总能耗的2/3，其中很大一部分浪费都属于电能的消耗。企业在选择设备的时候往往按照最大的生产需求来进行选择，但是在实际的应用中，很少遇到那种情况，所以在运行中采取的是改变一些参数的手段，来达到让设备运行的目的，这些手段效率低、消耗高。不但没有取得很好的效果，反而浪费了大量的电力。
因为机电在运行时会有不同的电压要求，随之而来的是电压的不稳定，从而干扰整个电网，造成干扰的同时还容易损坏整个电网工程，加上设备在这样的环境中运行很容易造成设备损坏的现象。因此，迫切需要引进新的技术改变这种局面，变频调速器技术在这方面却有着很好的效果，从理论上来说变频调速技术可以通过频率的调节来适应转速的变化，从而节约能源，减少消耗，从而促进煤矿机电的发展。
3 变频调速技术在煤矿机电设备节能上的运用
1）变频调速技术在通风机设备上的运用。通风机设备在矿井的安全上有着巨大的作用，一般都是24小时不间断运行的，鉴于通风机的长久、持续运行，损耗相对其他设备来说也会更高。另一方面，在矿井开采的过程中，随着深度的变化，对通风机的风量要求也不一样，因此风量也需要根据实际情况进行调节。在过去的技术上是很难做到既节约电能，同时还要达到增大通风量的要求的，但是引入变频调速技术后，就可以实现通风机设备通风量的自由变化，根据实际情况设定电动机的运行频率，在满足通风量要求的基础上，还可以有效地节约电能，避免过去通风机“大炮打蚊子”的现象了。引入这项技术后，还可以把通风机消耗在挡板阻力上的电能转化成机械能，从而起到节能的效果，有调查显示，引入变频调速技术后，只需要原先3/5的电能就可以达到同样的效果。
2）变频调速技术在采煤机上的运用。采煤机是煤矿机电领域的重要设备，是煤矿开采的重要工具，把变频调速技术运用到采煤机上，不但可以有效解决采煤机的消耗过大的问题，还可以有效保护相关设备。采煤机变频调速技术相对其他来讲比较灵活、简单，也具备节能的特点，同时在速度上也有一定的优势。开采煤矿的工作离不开采煤机，在采煤机上使用变频技术可以大大节约电能的消耗，同时提高煤矿挖采的效率。
3）变频调速技术在矿井提升机上的运用。矿井提升机作为煤矿开采中的重要部分，主要负责煤炭开采人员上下井工作以及相关设备的运输。变频调速技术可以起到节约电能的作用，在矿井提升机上使用变频调速技术，可以提高矿井提升机的安全性，节约电力资源。同时可以提升矿井机上高压回路和低压控制回路之间的通讯能力，让整个系统可以实现对提升机的监控，保证人员设备的安全性，还可以通过计算机技术的支持，加上矿井机设备本身的高兼容性，可以实现提供远程控制设备的目的。因为速度提升过快或者相对的速度降低过快容易对设备造成一些损害，要减少这些损害，主要是把变频调速技术使用到矿井提升机上，通过这些手段保证整个系统平稳安全地运行下去，同时在一定程度上减少了能源的消耗。
4）变频调速技术在胶带输送机上的运用。胶带运输机是煤矿开采的重要设备，通常使用交流电为胶带运输机提供能源通过相关器械的传动保证胶带运输机正常运行。在传输过程中会产生许多热量，并且容易在运行过程中产生电机失控现象，胶带运输机在输送煤矿资源的同时容易出现一些问题，主要是超过了输送机的承受能力，从而引发胶带运输机断带。变频调速技术在这个领域的使用，可以大大减少此类现象的发生，因为它可以通过调节胶带运输机的频率和电流，是它在最佳的状态下运行，很少出现超重负荷的现象，在一定程度上，它还降低了胶带运输机的能源消耗，充分利用了现有的资源，保证了煤矿运输的效率。
5）变频调速技术在矿井泵类设备上的运用。通过物理知识的学习，我们知道功率以及流量之间是正相关的关系，压力与转速呈负相关关系，流量和转速也是正相关的关系，由此得出功率与转速呈正相关关系。基于这一点 ，只要机组效率额定，我们只要稍微调整机电的转速，这样就可以达到调节流量的目的，同时得出一个结论，在功率和转速之间存在正相关关系，所以，一方面可以改善设备的启动性能，另一方面，在矿井泵类设备的节能方面，采用变频调速的方法，也可以降低矿井泵类设备的能源消耗，并且帮助设备实现充分利用自身效能的目标，同时合理使用这些设备，还有益于设备的长期安全、稳定使用，在当今建设节约型社会的背景下，充分利用现有资源，实现经济效益的最大化。
根据上面的具体分析，可以明确，排水泵上也可以运用变频调速技术。排水泵作为矿井排水的重要设施，它的安全稳定运行对煤矿开采和整个矿井的安全有重要影响，在不同季节，因为降水量的不同，矿井里的积水量也有所不同，在调节排水泵的技术上也应该有所突破。如果按照以前那种方法，一方面，在降水量较小的时候，矿井的涌水量也较少，采用量大的排水泵就是一种资源的浪费；另一方面在降水量大的时候，涌进矿井内的水量就会骤增，采用一般的排水泵根本无法起到最好的效果。这就需要变频调速技术来做支撑，它可以方便、灵活地对排水泵进行控制，平滑地控制启停和加减速，从而实现根据实际情况使用排水泵对矿井内积水的高效、节能排除。
4 结束语
随着变频调速技术在我国的不断发展，它的优势开始体现出来，它可以实现节约能源的目标，与此同时，还可以提高设备的效率，帮助人们科学、合理地使用相关设备。尽管如此，对变频调速技术的研究还是不够。很多行业本来可以运用变频调速技术实现高效节能的生产目标，但是这项技术在我国的推广程度和普及程度远远不够，使其无法使用这一技术，不能达到节约能源的目标，所以应该鼓励其他企业使用变频调速技术进行创新。特别是煤矿机电领域，通过变频调速技术，实现节能的同时，可提高煤矿开采效率，促进我国能源事业的发展，为建设社会主义和谐社会贡献力量。
参考文献
[1]刘小川.矿业机电领域中变频调速技术的节能作用探究[J].科技传播，2013（4）.