变频技术在煤矿机电设备中的应用

变频控制技术在煤矿行业机电设备中运用研究摘要：变频技术不仅能够有效提高煤矿机电设备的性能，同时也能够增强其安全性，并且是设备更加便于操作，能够有效达到提高生产效率的目的。

笔者就变频控制技术在煤矿机电设备中的运用做出了分析，方便同行们交流参考。

关键词：变频控制；矿山机电；节能中图分类号：tm921.51 文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）11-（页码）-页数随着我国采煤业的不断发展，变频控制技术被广泛运用到矿山机电设备中，变频技术能够较好的弥补煤矿电耗量较大的不足之处，不仅能够完成调速功能，同时也能够完成内置的可变程序、参数辨识等各项功能并随着技术的应用更加成熟。

这里首先针对变频控制技术基本原理进行了概述，然后再详细阐述变频控制技术在矿山机电设备当中实践应用分析。

1.变频控制技术原理及其发展交流变频调速技术是包含了电力电子技术、点击传动技术、微机技术的综合型应用，是结合机电与强弱电混合的综合型技术。

其实质是采用电力半导体器件通断作用将工频电源变换成为其他频率的电能控制装置，而基本原理是通过整理将工频交流电压转换为直流电压，再通过逆变器改变为频率、电压可调的交流电压作为交流电机的驱动能源，使得电动机得到无级调速的电压与电流，是一种无附加损耗的有效调速方式之一。

变频调速技术能根据电机负载的变化来实现自动、平滑的增减速，使得工作效率大幅度提高，因此此项技术在能源危机中产生并不断发展。

随后在功率器件上更换了gtr、igbt，同时经一部发展成为智能功率模块。

在控制技术上，压频比控制方式取得了很大的改进，在实际变频器中矢量控制和转矩直接控制方式的到了广泛的应用，并同时开发出了模糊自动化控制、人工神经网络等新的研究方向。

调速系统集成化程度越来越高，产生了精简指令集计算机、数字信号处理器、高级专用集成电路等单片机。

特别是随着变频器不断综合化，在功能上不仅完成了基本调速功能，而且还通过内置设备而具有了参数辨识、可通信、可编程序等功能。

变频技术在煤矿机电设备中的应用【摘要】据统计，煤矿主要生产系统的用电量占矿井企业用电量的70%～90%，特别是矿井提升机、胶带输送机、主要通风机、主要排水泵等大功率用电设备在启动、加速、减速、制动等过程中负荷变化很大，使电网产生电压波动，影响电网的安全运行。

同时，产生的机械冲击，增加了设备的损伤，降低了使用寿命。

随着我国煤炭工业的飞速发展，变频技术以其优越的调速性能和显著的节能效果，有效提高了煤矿机电设备的自动化控制程度和运行效率，在煤矿生产中得到越来越广泛的应用，成为煤矿企业节能降耗和提升装备水平的有效途径。

【关键词】煤矿；变频技术；机电设备；使用原理；节能一、变频技术的使用原理变频技术主要指通过改变交流电频率的方式，来实现对设备的自动化控制，是现代化无附加转差损耗的调速方式。

使用变频技术，可根据机电设备负载变化情况，来设定设备的运行参数，从而改变设备的运行工况，有效提高设备的运行效率。

由公式n=50f/p（n为电动机转速，f为频率，p为电机级数）可以看出，转速n与频率f成正比。

在电动机级数一定时，只要改变频率，即可改变电动机的转速。

当频率在0～50hz的范围内变化时，电动机转速调节范围就非常宽，变频调速就是基于这一原理，通过改变电动机电源频率来实现调速的。

二、变频技术在矿井提升运输设备上的应用（一）矿井提升机目前，矿井提升机变频技术的应用，主要以高压变频调速控制系统和plc控制系统为主。

在矿井提升机高压变频调速控制系统设计中，一般采用单元串联多电平能量回馈型四象限高压变频控制系统，不但提高了高压回路与低压控制回路之间的通讯能力，还能增强系统的抗干扰性和安全性，使提升全过程的位置控制、速度控制、动态画面监视及保护功能等功能更加完善可靠，从而改善了提升机启动、加速、运行、减速等运行阶段的性能，减少对设备、钢丝绳的机械冲击，增强提升系统的安全水平。

（二）胶带输送机胶带运输机是煤矿煤流运输系统的主要设备，通常采用交流电动机作为动力装置，以工频进行拖动，液力耦合器进行传动的方式运行，但存在启动电流大、机械冲击大、传动效率低等缺陷。

变频控制技术在煤矿机电设备中的应用张严瑞摘要：随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐意识到可持续发展的重要。

煤炭产业一直是能源资源消耗型的产业，煤炭产业的节能发展，始终要从技术设备入手。

科学技术的不断进步，变频控制技术作为一种能源控制技术，其利用可以有效改善现阶段煤矿生产设备能源浪费的问题。

同时，变频控制技术在降低能源浪费时也能延长设备的使用寿命，变频控制技术在现阶段能够在生产过程中弱化外界环境因素对其生产效率的影响，目前这种技术已经在我国大范围推广及应用。

本文就变频控制技术在煤矿机电设备中的应用展开探讨。

关键词：煤矿生产；机电设备；变频控制技术引言煤矿机电设备的应用中对电力能源的消耗量比较大，这就需要将节能的技术与之紧密的结合起来，才能从整体上提升机电设备的运行效率，节约电力能源。

在当前的节能减排的理念进一步深化下，煤矿机电设备对变频控制技术的应用的需求也进一步加大，发挥变频控制技术的应用作用就显得比较关键。

1变频控制技术原理关于变频控制技术的工作原理，主要是将工频信号的转化为其他形式的频率信号，随后通过专业的设备将信号转化为交流电、直流电，然后通过逆变器实现电流电压的控制，这也就是现阶段较为常见的无级调速。

与此同时，机电设备变频控制技术所使用的电流频率与电机的转速成正比，通过电流控制电机转速而使电机的运动更为稳定，变频电路中各个部分相互联系、相互影响，在降低能耗的同时提高了整体的生产效率。

2变频控制技术在煤矿机电设备中应用的作用变频控制技术主要基于变频器设备，这种设备通常包含电源装置、电极电容装置、指令输入装置、数控装置等。

变频器通过这些设备的配合，改变机电设备运行的电流频率，进而改变设备运行的转速。

变频控制技术在煤矿机电设备中的应用，主要有以下几方面的积极作用：①有利于煤矿整体运行能耗的降低，推进煤炭生产行业，由资源能源消耗型产业，向集约型产业的反向发展。

②提高机电设备运行的稳定性，减少机电设备长时间运行造成的设备损耗，减少煤矿企业在巡检与维修中投入的人力物力，提高煤矿机电设备管理的实际效能。

变频器在煤矿生产中的应用一、井下提升输送系统井下提升输送系统是煤矿生产过程中最关键的环节之一，也是能源消耗最大的环节之一。

在这个系统中，电机是主要的动力来源。

传统的井下提升输送系统中，电机一般采用固定转速的方式运行，无法根据需要来调节转速，造成能源的浪费。

而变频器通过改变电机的供电频率，实现电机转速的无级调节，能根据实际需求来调整电机的转速，提高系统的能效。

井下煤矿环境恶劣，易产生粉尘和湿气，变频器具有良好的防尘和防潮性能，能在复杂的工作环境下稳定运行。

二、提升井上设备提升井上设备主要包括提升井上抽水设备和提升井上通风设备。

传统的提升井上设备一般都是使用固定转速的电机驱动，不能根据实际需求来调整设备的工作状态，存在能源浪费和设备寿命短等问题。

而变频器可以通过改变电机的供电频率，实现设备的无级调速，根据实际需要来调整设备的工作状态，提高设备的工作效率，同时也减少能源的消耗，延长设备的使用寿命。

三、通风系统通风系统在煤矿生产中起着至关重要的作用，是保证矿井内氧气供应、减少有害气体浓度以及矿井安全生产的关键装置。

传统的通风系统中，风机一般都是以固定的转速运行，无法根据实际需要来调节风量和风压，导致能源的浪费。

而变频器可以根据实际需求，调整风机的转速，实现对风量和风压的精确控制，提高通风系统的效率，减少能源消耗。

四、煤矿提升系统总结而言，变频器在煤矿生产中的应用非常广泛，能够用来控制井下提升输送系统、提升井上设备、通风系统和煤矿提升系统等，具有调节范围广、稳定性强、节能等优点，能够提高煤矿生产效率和能源利用率，保障煤矿安全生产。

随着变频器技术的不断进步，相信在未来的煤矿生产中，变频器的应用会更加广泛。

变频器在煤矿生产中的应用
1. 电机控制：变频器是电动机控制的理想设备，能够对电机进行频率和转速的调节，以满足各种煤矿生产对电动机的不同需求。

通过变频器可以实现电动机的起动、加速、减速、停止等操作，提高了电动机系统的灵活性和控制精度。

2. 输送机控制：煤矿生产中，输送机是重要的物料运输设备，传统的输送机控制方
式一般为启动、停止和转速控制。

而通过使用变频器可以实现对输送机的无级速度调节，
不仅可以提高物料运输效率，还能减少系统能耗，降低设备磨损，延长设备寿命。

3. 风机控制：煤矿的通风系统是确保矿井工作安全和正常运转的关键设备，风机控
制是通风系统的重要组成部分。

变频器可以对风机的转速进行调节，根据实际需要控制风
量和压力，提高通风系统的运行效率和能耗利用率。

4. 泵控制：煤矿生产中需要大量使用各种泵进行水的输送、提升和排放等工作。

变
频器可以通过对泵的频率和转速进行调节，实现对水流的控制，提高泵的运行效率和使用
寿命。

5. 照明控制：煤矿照明系统是矿井内安全生产的重要组成部分。

变频器可以对照明
设备进行控制，实现照明的亮度调节、开关控制等功能，提高照明系统的可靠性和节能效果。

6. 无人驾驶控制：随着科技的发展，煤矿生产中的无人驾驶技术得到了广泛应用。

变频器可以为无人驾驶设备提供电机驱动控制，实现矿井内物料运输、采矿等操作的无人
驾驶自动化控制，提高了生产效率和工作安全性。

变频器在煤矿生产中的应用非常广泛，不仅能够提高生产效率和产品质量，还能降低
能耗和环境污染，提升煤矿生产的可持续发展能力。

浅谈变频技术在煤矿机电设备中的应用摘要：本文简要分析了变频技术原理及国内外应用现状、特点以及在空压机、风机和煤矿运输系统中的应用。

关键词：变频技术煤矿机电设备应用我国高压大容量电动机的调速以及启动方法比较落后，这不但使得煤矿工业生产浪费了大量电能，而且还使设备的寿命缩短。

应用高压变频技术对煤矿机电设备的改造，能够很好的解决这一问题，继而为煤矿生产企业提高经济效益。

一、变频技术原理及国内外应用现状变频技术即改变电流频率的技术，在传统的电器设备中所用到交流电频率是不变的，其转速一经启动就不能改变，通过变频技术可以实现设备以不同的转速运转来适应不同的生产需要。

变频技术的发展历经了各种电器器件的更新换代，从scr（晶闸管）、gto（门极可关断晶闸管）到今天的igbt（绝缘栅双极型晶体管）、hvigbt （耐高压绝缘栅双极型晶闸管），器件的不断更新促使电力变换技术的持续发展。

而在变频技术控制方面，上世纪70年代脉宽调制变压变频调速研究首先进入人们的视野，80年代中期鞍形波脉宽调制变压变频调速模式作为脉宽调制变压变频调速的优化模式被提出，80年代后期又出现了矢量控制变频调速和直接转矩控制变频技术。

调速系统的集成度越来越高，以单片机为基础又研究出了数字信号处理器、精简指令集计算机和高级专用集成电路等。

高压变频器早起由于受电子电器设备耐压性弱的影响，一般采用高-低-高模式，即高压经过变压器降压后通过低压变频器变频，最后通过升压变压器升压供给高压变压器，这样一个流程使得变频器设备体积过大，耗能也增加。

1980年日本东芝电气公司成功研制了1 800 kw 的交-交方式高压变频器。

1981年德国西门子公司研制出4 000 kw 的交-交方式的高压变频器。

此后，法国阿尔斯通、美国ab、日本三菱和日立等公司也相继推出自己的高压变频器设备。

20世纪90年代初，我国在自行开发和研制的高压变频器方面取得了很大成绩，在钢铁行业和电力行业得到很好的应用。

论变频技术在煤矿机电设备中的应用【摘要】目前我国矿山机电设备的使用现状中，相当广泛地应用到变频技术。

煤矿机电相应设备使用稳定性和效率的提高，无不有赖于其平缓的机械调节作用以及效果明显的技能效用。

特别是在机械动力负荷设备和流体负荷设备的实际应用中，变频器的作用非常重要。

可以肯定的是，变频技术在未来的煤矿机电设备领域占据更加重要的位置。

【关键词】机电设备；变频技术；流体负荷；机械动力负荷面对着日益紧缺的世界能源储备现状，以及不断发展的电子电力技术，使得变频技术受到诸多客观因素的有力推动，引起了全球范围内的高度关注。

在我国，科学发展观有力地推动了电力、机械、矿山等诸多行业内变频技术的推广和普及应用。

仅就煤矿企业来说，约有70%-90%的矿井企业用电量均为矿井中各个生产系统的用电。

变频技术的使用和推广，极大地提高了机械使用效率，节约了能源消耗。

1.变频技术的发展伴随着不断进步的控制理论和电子电力技术，无论是在实际应用还是在理论领域，变频技术的发展都是较快的。

igbt、gtr在功率器件领域的更替，最终更深地发展成为智能功率模块；在控制理论领域内，极大地改进了压频比的控制方式，在实际变频器里越发广泛地应用到转矩直接控制盒矢量控制方式，最新的研发方向变为了人工神经网络控制和模糊自优化控制方式；越来越高的调速系统集成度，使得以单片机为起点，总共产生出了高级专用集成电路、精简指令集计算机和数字信号处理器；在功能领域，越来越高度综合化的变频器，使得基本的调速功能能够被很好地完成外，增加了通信、参数辨识和内置的可编程序等功能。

这些最新最尖端的变频技术在煤矿企业内的推广和使用，使得矿业机械设备的工作效率得到了极大地提高。

具体而言，没有使用变频节能技术之前，风机、水泵等流体机械只有20%-50%的平均运转效率，对于采掘机、空压机和矿井提升机等具有较大变化负荷动力的机电设备，在维护保养、制动、加减速和启动等各方面的浪费极其巨大。

煤矿机电设备变频节能技术应用摘要：在应用煤矿机电设备的过程中，要定期检查与维修，及时发现存在的问题。

为实现我国煤矿可持续发展，需要积极应用新技术，例如变频节能技术。

煤矿在应用变频节能技术的过程中，要加深认识，充分发挥变频节能技术优势，不断提高煤矿生产效率。

关键词：煤矿；机电设备；变频节能技术；应用引言中国是一个拥有丰富煤炭资源的大国，煤炭资源在国民经济发展过程中发挥了关键性作用。

近几年，随着工业化脚步的加快，各个行业的煤炭需求量也在不断增加，因此煤矿开采的耗电量也在逐步上升。

煤矿耗电量数据报告显示，煤矿井下“四大件”的耗电量占整个煤矿生产耗电量的60%左右。

其中，煤矿生产设备中的通风机，全年无休不停转，其耗电量将近约占全矿总用电量的20%。

此外，一些中小型煤矿企业由于技术条件落后，存在生产效率低下、耗电浪费等不良现象。

这些问题对煤炭行业的可持续发展极为不利。

基于可持续发展理念，势必要对一些煤矿的必要设备进行节能优化。

1变频节能技术在煤矿机电设备中的应用功效在应用煤矿机电设备的过程中，应用变频节能技术不仅可以提高设备的灵活性和可控性，还可以让工作人员结合工作需求不断调整煤矿机电设备的相关参数，最大程度地避免设备功效浪费。

当工作现场需求超出煤矿机电设备能力范围时，会积极引进先进设备，导致设备成本不断上升。

在这种情况下，应用变频节能技术，使相同的煤矿机电设备满足不同的工作要求，则无需采购新设备，可以降低设备成本，为煤矿带来更多经济效益。

变频节能技术可以将交流电转化为直流电，不断提高煤矿机电设备的可变性。

在变频节能技术的帮助下，煤矿机电设备自行形成集成化电路，不受数字信息处理功能的限制。

另外，煤矿机电设备可以运用相同的电路原理，改善其他技术的使用性能，不断提高设备质量和效能。

未采取变频节能技术时，煤矿机电设备能耗很高。

应用变频节能技术后，有利于加大对周边环境的保护力度，提高煤矿机电设备的环保性，在提高煤矿机电设备运行效率的同时降低设备损耗程度。