變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用
節能環保
作者：王李鵬
摘要：為了應對嚴峻的資源和能源稀缺問題，現階段的煤礦生產必須要遵循提高效率、節約能耗及保障生產安全這三項基本原則。變頻節能技術是新時代下科學發展的產物。文章通過對變頻節能技術進行研究，並結合我國當前煤礦機電設備中變頻節能技術的實際應用加以分析，以期能夠對我國煤礦產業的發展有所助益。
關鍵詞：煤礦機電設備；變頻節能技術；煤礦生產；煤礦資源；礦井提升機；皮帶輸送機 文獻標識碼：A
中圖分類號：TD63 文章編號：1009-2374（2015）28-0097-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.28.047
我國地域遼闊，煤礦資源豐富，其儲存量位居世界前列。然而，就目前我國的煤礦生產而言，一係列問題異常嚴峻，尤其是能源消耗過大這一點已經成為了嚴重阻礙煤礦產業進一步發展的重要因素。因此，為了節約能耗，許多新的節能技術被相繼研發出來，變頻節能技術就是其中之一。
1 變頻節能技術簡介
1.1 變頻節能技術
簡單來說，變頻節能技術是指一種利用科技手段及設備實現電流頻率改變的技術。其中，負責控製電頻頻率的設備叫做變頻器，變頻器的構成比較複雜，主要由電源板、電極電容、控製麵板及鍵盤等部件組成，通過這些部件的有效結合，能夠使電動機在最節能的狀態下運行。傳統機電設備中的電流頻率是不可改變的，在設備運行過程中，其轉數也不能改變和控製，這就導致其設備長期處於恒定運行狀態，這樣不能因地製宜地改變轉速，不但使設備的使用壽命大大縮短，而且還會造成大量的能源消耗。隨著變頻節能技術的出現，機電設備的這一缺陷得到了很大改善。將變頻節能技術運用到機電設備中，不但能夠改變機電設備的靈活性，還可根據實際生產的需要調節設備的運行狀態節約能源，這樣就能夠大大增加設備的使用年限和減少能源消耗。
1.2 變頻節能技術的基本原理
變頻器的工作原理可以簡單概括為“交—直—交”工作方式，變頻器是通過整流器將工頻交流電源轉化成直流電源，然後再把直流電源轉化成頻率和電壓可以控製的交流電，最後再供給電動機。
變頻器的工作電路主要由以下四部分組成：整流部分、直流環節部分、逆變部分、控製部分。其中整流部分主要應用的是三相橋式不可控整流器；直流環節部分主要是用來濾波，直流儲能和緩衝無功功率的；逆變部分主要采用的是IGBT三相橋式逆變器，它輸出的為脈衝寬度可以調製的波形（PWM），它在整個變頻器中起到了至關重要的作用，也是變頻器的核心技術。
變頻節能技術實際上是通過變頻調速係統實現對電動機轉速的調節，從而達到節能效果的。
2 變頻節能技術的優勢
變頻節能技術是隨著當今時代信息技術的迅速發展及節能理念的不斷推廣，才逐漸被應用於各類煤礦機電設備當中的，例如采煤機、礦井提升機、皮帶輸送機及流體負荷設備等，都在運用變頻節能技術。經實踐發現，與傳統的煤礦機電設備相比，應用了變頻節能技術的機電設備的運行效率得到了大大提高、能源消耗量大大減少，且維修養護費用也大大降低，總體來看，其使得煤礦產業的經濟效益得到了顯著提升。由此可以證明，變頻節能技術確實能夠有效改善傳統機電設備的一些性能。變頻節能技術將傳統煤礦機電設備中的交流電的固定頻率轉化成為了一種變動資源，其具有以下四點優勢：首先，變頻節能技術的功率器件是使用的智能功率模塊IPM，這種功率模塊是在GTR IGBT的基礎上發展起來的，它能夠實現對功率的變頻；其次，變頻節能技術改進了壓頻比的控製方式，使其控製理論得到了進一步革新，也即是采用直接轉矩控製和矢量控製的方式來擴展了自身技術的應用範圍；再次，變頻節能技術采用了創新的人工神經網絡及模糊自優化控製技術，從而更加集中了自身的集成係統，並將原來單一的數字信息處理技術發展成為了先進的專用集成電路；最後，變頻節能技術的綜合應用範圍也正在越擴越大，如今的變頻節能技術不僅擁有基本的調速功能，更具備通信、編程序參數辨識等功能。