试论变频节能技术在煤矿机电设备中应用-

论文导读：集成电路）［3］。最后，在功能方面。高度的综合化和操纵的智能化是变频器的发展趋势，在完成基本的调速功能操纵之外，并且还能够进行通信、可编程序和参数辨识等应用功能的操纵。二、常规式变频器在煤矿机电设备中的运用普通变频器在煤矿其他生产领域运用更加普遍，其功能除降耗节能之外，也注重向系统控制的灵活性、智能化
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摘要：从整体上来看，我国的经济发展速度和能源供给的增长速度不是同步，前者要快于后者，所以能源供给难题就成为了制约我国持续快速发展的瓶颈难题。开源（开发新能源、增加能源供给量等）和节流（提升能源效率、节约能源等）是处理能源供给不足难题的两种重要方法。变频节能技术作为一种重要的“节流”方法受到我国政府和各个生产领域的重视。我国的煤炭生产企业有着巨大节能潜力，应用变频节能技术则可以可行挖掘这种潜力。在文中，笔者首先了研究了变频节能技术，之后重点研究了频节能技术在煤矿机电设备中的应用。
关键词：煤矿；机电设备；变频节能技术；应用
变频节能技术作为一种重要的“节流”方法受到我国政府和各个生产领域的重视。以煤炭生产企业而言，矿井中全部生产系统所消耗的电力约占整个煤炭生产企业的80％至90％。就现在的生产实际来看，煤炭生产企业有着巨大的节能潜力，比如，在矿井没有应用变频节能技术之前，水泵、风机的平均运转效率比力低，一般均低于50％；又如，矿井中动力负荷变化大的机电设备（矿井提升机、采掘运输机、空压机等）在启动、加减速、制动等方面有着巨大的节能空间。恰好是由于变频节能技术拥有着优秀的变频调节功能和显著的节能减排效果，因而在我国矿山中获得了广泛地应用。随着技术的稳定性越来越好、成熟度越来越高，其应用范围和领域也必将继续扩大。
一、绪论
变频调速原因是应用电力半导体器件的通断作用，把电压和频率固定不变的工频交流电变更为电压或频率可变的交流电，一般把这种电能控制装置称为“变频器”。变频调速便是经过改变电动机电源频率实现速度调节的。变频器主要采用“交→直→交”方式，先把工频交流电源经过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不行控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM（脉冲宽度调制）波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。PWM控制技术不停是变频技术的核心技术之一［1］。
从变频技术诞生到现在，它取得很大的发展和进步。控制基本理论的发展为变频节能技术提供了基本理论支持，电力电子技术的进步则为变频技能（对动作方式的一种概括，是按一定的方式反复联系或模仿而形成的熟练的动作）技术提供了技术支持，两者的共同作用让变频节能技术取得了很大的发展和进步。具体来说，其发展和进步主要表现在下面几点：第一，在控制基本理论方面，大幅度改进了频比（U1/f）控制模式［2］，并且，生产实践中也广泛应用了转矩直接控制模式与矢量控制模式，在控制基本理论的发展趋势方面，人工神经网络（网络就是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的）和模糊自优化控制会是今后的分析重点。第二，在功率器件方面，GTR和IGBT将会是现在的主流，IPM（智能功率模块）的开发和应用必然会成为今后的发展趋势。第三，在调速系统方面，该系统具有越来越高的集成程度，以单片机的应用为重要环节，DPS（数字信号处理器）、RISC（精简指令集计算机）等获得了广泛地应用，现在最新的研究整个成果是ASIC（高级专用集成电路）［3］。最后，在功能方面。高度的综合化和操纵的智能化是变频器的发展趋势，在完成基本的调速功能操纵之外，并且还能够进行通信、可编程序和参数辨识等应用功能的操纵。

二、常规式变频器在煤矿机电设备中的运用

普通变频器在煤矿其他生产领域运用更加普遍，其功能除降耗节能之外，也注重向系统控制的灵活性、智能化、远程控制、简单易操纵等方向发展。
比如，我国某煤矿改造和升级了洗煤厂的给煤机，以往的手动闸门控制模式被现在流行的变频驱动模式所取代，在变频器的选择方面，选用采用模块化设计技术的多功能变频器［4］。该变频器具有以下特征：拥有标准化的参数结构和标准化的调试软件；拥有模拟量输入/输出功能、数字量输入功能、继电器输出功能；通讯接口为系统集成，不但安全便捷，并且操纵、控制等也非常灵活，并且也具有十分好的用户界面。总体看来，变频技能（对动作方式的一种概括，是按一定的方式反复联系或模仿而形成的熟练的动作）技术在我国的煤炭生产企业中拥有巨大的应用潜力，将其应用于各种机电设备当中，必然会获得很好的节能效果。

三、交流四象限变频器在煤矿机电设备中的运用

在煤炭生产整个过程中所需的各种采掘设备当中，必要面临频繁的调速、起停操纵，尤其是输送机、提升机和电铲等。频繁的调速、起停操纵必要变频器可以进行四象限工作。四象限变频器的主要工作原理是：变频器把整流电路由原来的全波整流桥改为由IPM（智能功率模块）构成的可控整流桥，当电机处于电动状态时，四象限变频器的控制与两象限变频器的工作是完全一样的，当电机处于发电状态时，四象限变频器中原来的逆变电路将作为整流电路工作，而原来的整流电路则作为逆变电路工作，达到将电机产生的电量回馈到电网的目的。
比如，某煤矿的电牵引采煤机采用了回馈制动四象限变频器，综合生产实际来看，采用了回馈制动四象限变频器的电牵引采煤机，可以可行调节工作面较大制动力矩，并且，牵引速度几乎不受影响，机器也未产生下滑跑车难题。
交流四象限变频器在提升机中的运用方面。采用交流四象限变频调速系统的变频防爆提升机，其显著特征便是，控制模式变化为无速度传感器矢量控制模式，四象限运行，并且具有全面的保护对策，比如过流保护、过压保护、欠压保护和电机缺相保护等。
交流四象限变频器在胶带输送机和电铲中的运用方面。应用阴象限变频调速技术之后，可行处理了采用液力耦合器装置时下行运输皮带机在启动、运行、制动中形成的电机失控。变频器随时将电机产生的负力回馈到电刚中，减少发热损耗，处理了机械系统及电气系统的难题，延长了设备的应用寿命。电铲（挖掘机）的工作条件恶劣，尤其是爆破不好时，挖根底作业更加困难，大载荷和堵转难题常常出现，采用变频技术也源于：大学论文格式范文www.7ctime.com
可行缓解了过论文导读：07中国科协年会论文集（一）［C］，2007：203－204.［4］雷振廷.变频节能技术在我国煤矿机电设备中的应用［J］.科技资讯，2008，（34）：133－134.上一页12
大的载荷。
四、结束语
我国具有数量巨大的煤矿及其相关的机电设备，在煤炭生产企业当中应用变频技术具有非常大的潜力和非常好的发展前景。倡导节能化发展，应用变频技术来实现煤炭生产企业的节能是今后煤炭企业必然会采取的节能办法之一。
变频节能技术拥有着优秀的变频调节功能和显著的节能减排效果，以上长处也增加了我国煤炭生产企业采用变频节能技术的动力。展望未来，随着变频节能技术的稳定性越来越好、成熟度越来越高，其应用范围和领域必将继续扩大。
参考文献：
［1］ 温玉婷. 变频节能技术在煤矿的应用［J］. 电气开关，2011，（02）：156－157.
［2］ 栗广亮. PLC和高压变频器在矿井提升机中的应用［J］. 中国设备工程，2009，（03）：100－102.
［3］ 丁卫东. 高压变频调速装置在引风机上的应用和节能研究［A］. 节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集

(一)［C］，2007 ：203－204.

［4］ 雷振廷. 变频节能技术在我国煤矿机电设备中的应用［J］. 科技资讯，2008，（34） ：133－134.