变频节能煤矿机电设备论文

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1改进压频比控制模式，提高工作效率

变频器的基本工作原理就是通过半导体元器件将工频电流信号转变成其他频率信号，使交流电转换成直流电，之后通过逆变器实现对电流与电压的调节与控制，使煤矿机械设备实现调速运转，简而言之也就是“交—直—交”的转换过程。在这个过程中，频比控制模式起着极其重要的作用。机电设备的转速和电源输入频率呈正相关关系，通过调节、控制电源频率，可以达到调整机电设备转速的目的。根据这一原理，可以改进压频比控制模式，在煤矿机电设备运转过程中逐渐加大变频功率，同时辅之以先进的操作控制系统，从而在一定程度上提升煤矿机电设备的运行效率，具体如下：

（1）功率器件方面，智能功率模块（IPM）可以有效提高变频功率；

（2）压频比控制方式方面，目前转矩直接控制模式和矢量控制模式很好地拓宽了该技术的应用范围，已经在诸多企业获得了应用。

2根据负载合理选择变频器与电机

负载是选择变频器和电机时必须考量的因素，具体要求为：

（1）一般的恒转矩负载要求变频器必须具备以下几个条件：过载能力较大；过载时间足够；具备较大的启动及转动转矩；具备恒定转矩特性。

（2）对于风机、泵类的负载，选择变频调速系统时需符合以下两个条件：设备经济性、可靠性较高，能够提供稳定的转速；可以针对机电设备的情况选择变频控制模式。

（3）对于恒功率负载，选择变频器时需符合以下两个条件：输出为定值控制；该变频器能够满足对其进行针对性设计的需求。

3改进四象限变频器，提高煤矿机电设备的灵活性

采煤作业环境复杂多变，大量机电设备处于负荷频繁波动状态，这些因素给煤矿安全生产带来了很大困扰。当前煤矿机电设备采用四象变频器技术大大缓解了这个现象。四象限变频器）将整流电路由原来的全波整流桥调整为由智能功率模块构成的可控整流桥，以便更好地完成采掘工作。四象限变频器与普通变频器的区别在于电机处于发电状态时，其逆变电路和整流电路将会发生互换，从而实现将电机所产生的电量输送至其他设备的目的。

3．1在采煤机中的应用

我国采煤机变频调速系统已由之前的“一拖二”改进为现在的“一拖一”。我国自主研发的采煤机已处于世界领先水平，例如采煤机ACS－800变频器，可以确保加速时不过流、减速时不过压。整个过程可根据电机功率进行计算，还能根据现场情况做适当调整，从而实现降低能耗、提升工作效率的目的。

3．2在提升机中的应用

在煤矿提升装置中应用时，普通变频器存在较大的弊端，问题主要在于电机制动产生的能量会过多消耗在电阻上。变频技术的创新，可以将电机处于二、四象限运行过程中发电产生的电能回馈给电网侧使用，从而让提升机实现匀速、加速工作与平稳启动、关闭，并借助数字控制系统有效提升工作效率，这对保障工作人员的人身安全起着重要作用。

3．3在胶带输送机中的应用

胶带输送机具有大功率、高电压等特点，主要通过胶带与轮毂之间的摩擦作用实现煤炭传送。可以采用变频节能技术对上山胶带输送机进行改造，原理和提升机相似，改造可以改变胶带输送机的启动模式，彻底实现软启动，让机电设备实现平稳运行。变频节能技术还能降低机电设备的发热量，在降低能耗的基础上延长胶带的使用寿命，最终提高胶带输送机的工作效率。

4使用变频技术改善各电路元件间的逻辑关系，优化电路

变频器由键盘、电机、电源板、控制主板等构成，结构相对复杂。采用变频节能技术改善电路元件之间的逻辑关系，不仅可以优化电路，为煤矿机电设备提供适宜的运行环境，而且能够在一定程度上延长煤矿机电设备的使用寿命。变频节能技术实现这一功能的关键在于通过IGBT等功率开关器件以及PWM控制技术，实现从交流到直流再到交流的转换。变频器电路一般包括主电路和控制电路两个部分，主电路的正常运行需要控制信号配合。通常电压检测电路会设置一个电压上限值，如果检测到的直流母线电压超过该上限值，电压检测电路便向变频器发出控制信号，使变频器的过压保护启动。

5结语

综上所述，通过改进压频比控制模式、根据负载合理选择变频器与电机、改进四象限变频器、使用变频技术改善各电路元件间的逻辑关系等策略，可以有效实现煤矿机电设备的技术改造。总体来看，变频技术也并非完美，比如存在噪声和振动比较大、应用成本比较高等问题，但整体来看，变频技术在我国煤矿机电设备的改造中具有很大的应用空间。

作者:李超廖宇单位:益门煤矿机电科