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矿业机电领域中变频调速技术的节能作用探究 　　摘 要 本文首先剖析了当前煤矿机电领域对节能降耗的设备设计及现状，而后，对煤矿机电领域的主要耗电设备矿井提升机、胶带输送机、主要通风机、主要排水泵以及采煤机等具体设备运用变频调速技术后的节能情况进行分析和探究。 　　关键词 煤矿机电；变频技术；节能 　　中图分类号TD98 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）85-0069-02 　　我国在矿井企业中的用电量进行了调查统计，调查结果表明，煤矿生产系统的用电量占了矿井企业用电的绝大部分，有的甚至高达90%，主要的高耗电设备集中在矿井的提升机和胶带输送机以及主要的通风机和排水泵以及采煤机等，以上这些设备在启动和运行的过程中用电负荷的变化很大，因此产生的电压波动会影响到电网的安全运行，不利于设备的维护和使用。在当前煤炭工业高速发展，煤矿环境恶劣，机电设备负荷频繁波动，常常容易出现工作效率低和设备损耗严重的情况，对于实现煤矿高效安全生产和运行需要引入新的技术，在这样的大背景下，节能已经是业内人士要共同面对的课题，而变频调速技术在节能方面有着极其优越的效果，对于煤矿运行生产过程中的节省支出增加效益，以及煤矿机电领域的设备自动化控制的程度以及运行效率有着非常重要的意义，因此变频调速技术凭借其节能优势，有利于煤矿企业的节能降耗，在煤矿的生产过程中得到了广泛的应用。 　　1变频调速技术的使用原理 　　变频调速技术主要是在电动机级数固定的情况下，改变交流电频率，根据机电设备的具体负荷的变化情况，对设备的运行参数进行设定，这种现代化、自动化的控制方式对设备的运行效率有显著的提高效果。根据物理公式N=50F/P，可知电动机的转速（N）是由频率（F）和电机级数（P）共同决定的，转速与频率是正相关关系，因此，改变频率就能改变电动机的转速，当频率的范围在0到50赫兹之间时，电动机的转速调节范围也非常的宽，这也是变频调速技术能实现并起到节能作用的原理。 　　2变频调速技术在煤矿机电设备上的应用 　　2.1矿井提升机 　　变频调速技术在矿井提升机的节能作用方面有比较好的效果，矿井提升机主要使用高压变频调速控制系统，在高压变频调速控制系统中，主要采用单元串联多点平能量回馈性四象限的设计，这种设计方法能有效提高高压回路和低压控制回路之间的通讯能力，对于系统的抗干扰和安全性能也起到增强作用，使得整个矿井提升机在运行全过程的位置和速度的监视和保护变得更加安全和可靠。为系统设计专门的全数字化控制软件，具备高兼容性，提供远程控制设备。通过控制矿井提升机的启动也运行等阶段，减少因为设备突然的提速和增速给设备以及钢丝绳带来机械冲击，以此提升整个系统的安全性以及节约能源。 　　2.2胶带输送机 　　作为煤矿运输系统的主要设备，胶带运输机的动力装置通常是交流电动机，通过工频拖动液力耦合器传动的方式运行，采用了四象限变频调速技术以后，在液力耦合器设备下减少了整个运输皮带机的启动和运行过程中的电机失控现象，变频器能随时回馈电机产生的负力，从而减少了输送机的发热产生的损耗，不但能减少机械以及电气系统的冲击，延长设备的使用寿命，更能起到节能作用，特别是以往输送机常常会出现运送距离长以及负载重，而出现重载启停的情况，这就容易出现输送机断带和跑带的事故，变频调速技术的软启动功能就能解决这个问题，消除安全隐患。 　　2.3变频调速技术对矿井泵类设备的节能应用 　　流体力学公式功率与流量呈正相关关系，同时流量与转速成正相关关系，压力与转速呈负相关关系，功率与转速呈正相关关系。也就是说，在机组效率一定的情况下，要调节流量可以通过调节一定比例转速的方式实现，即机组点击的耗电功率和转速形成及时立方比的正相关关系，因此，在矿井泵类设备的节能方面，除了改善设备的启动性能，就属运用变频调速技术在节能降耗方面的效果最为显著。并且运用了变频调速技术以后不但能节约电能消耗，也能实现工艺上的自动化调速的需要，提高了工作效率和减少了调整误差。 　　2.4主要的排水泵 　　整个矿井的排水任务主要是通过排水泵设备实现的，排水泵设备的安全运行对于整个矿井的安全生产有非常重要的意义，因为矿井的建设和生产期间会涵盖的季节降水量时期不同，因此矿井的涌水量也不同，在调节矿井的排水量的时候也要参考实际的降水和涌水量，在选择主要的排水泵是要参照矿井的最大涌水量进行挑选，因此，在降水量小的时候，使用量大的排水泵设备会造成电能资源的极大浪费，因此有中国矿业大学的专家设计了一套矿井排水泵的监控系统，利用变频器对排水泵进行灵活控制，平滑地控制启停和加减速，同时对排水泵进行变频调速技术改造以后，通过矿井的实际情况对于电动机的运行频率进行调节，选择最合适的电动机转速，即能满足矿井的实际涌水量的排