简述煤矿机电设备中变频器的选择

简述煤矿机电设备中变频器的选择

闫毅

（国家能源宁夏煤业集团清水营煤矿宁夏银川市750001）

摘要：煤矿行业生产过程中，以减少能耗为主，强化变频器运用，使其在煤矿生产中发挥出不可替代的作用。积极了解变频器的的功能原理和节能特点，利用变频器改进煤矿机电设备的性能，并促进产量提升。本文以变频器为研究要点，主要针对煤矿机电设备中变频器的选择进行科学分析。

关键词:煤矿；机电设备；变频器；选择

前言

了解变频器的工作原理：将输入的交流电转换为直流电，再进行交流电转换，将电业和频率作为可控要素，利用先进的技术，促进变频器在煤矿生产中的广泛运用。利用变频式调速技术改造控制系统，将提升机速度控制在合理范围内，这种设备主要具有：运行平缓、反应敏捷、无冲击、安全保护、信号处理等优势，满足了不同等级电压输出的基本要求。因此要合理选择变频器，了解其功能，快速实现自动化操作。

一、煤矿机电设备中变频器的原理

1.变频器的工作原理

变频器的工作原理是根据变频器内部半导体的材料，实际生产中，以断开、连接器件的方式，改变变频器的控制速度，用以实现调速需求[1]。变频器的调速功能要求与变频器运行的工作环境相符合，有效优化运作环境，减少工作环境对变频器运行过程的影响，从而使得变频器发挥出最大的应用效果。为进一步提升变频器的运行速度，提高煤矿产量，生产过程中及时接入变频器，将交流电压及时转换为直流电压，同时在逆变器作用下，促进直流电压向可控交流电压的有效转换，保证煤矿生产活动的有序开展。

2.变频器的节能原理

煤矿生产中，在运用变频器的环节，会产生较高的能耗，为提高运行过程的安全性，积极了解变频器的节能原理：（1）动态调整节能：负载变动时，电机输出矩一定，采取自动调节的方式降低输入电流，减少电机的输出力矩，便于保持节能状态。（2）软起动节能：电机全启动时，需要从电网吸收一定的额定电流，产生较大的电压波动损害，因此及时采取软起动措施，减少启动惯性对电机大惯量高的冲击，节约了电能，有效减少设备启动造成的电网损害，促进机电设备的使用年限延长[2]。（3）功率因数节能提高：电磁作用下，转子绕组和定子绕组产生力矩，并在感抗作用影响下，电机吸收了大量无功功率，采用变频节能调速器后，经过整流滤波的过程，电机的负载特性发生变化，调速器对电网的阻抗呈现阻性，减少了电机运行中的无功功率。

二、煤矿机电设备中变频器的选择

1.负载类型的选择

煤矿生产中，进行机电设备变频器选择的环节，积极选用高压变频器，通常情况下，根据负载类型选择合适的高压变频器，主要依据负载速度和转矩来选择。根据生产机械特性将高压变频器分为风机类转矩负载、水泵、恒功率负载、恒转矩负载等不同类型的变频器，为提高变频器运用的有效性，工作人员根据生产工作要求，选择恒转矩负载类型的高压变频器，这种机电设备的特点为：恒定性、实用性强[3]。

2.运行功率的选择

工作人员认真考虑变频器的功率，同时按照运行功率选择变频器的环节，还要注意一下几个问题：制动、频繁启动的工作状态是否正在频繁开展、重载启动，选择功率大点的变频器，可以有效确保机电设备运行的长期性和安全性；变频器的功率要符合实际生产要求，避免变频器功率与电机功率相差太多。变频器功率值要小于电机功率值；电机实际功率要具有富余量，及时掌握瞬时值电流产生的直接影响，保证变频器的稳定运行[4]。

3.控制方式的选择

根据控制方式选择变频器，比如：闭环式、开环式，在煤矿生产的整个过程中，有控制矢量传感器和总控制器组成通用变频器，呈现闭环式控制方式，因为不同变频器的压力、温度、控制速度等因素都不同，因此需要积极掌握变频器控制过程的参数信息。实践中得知，开环控制方案具有运行可靠、结构简单等明显优势，为实现控制速度的有效调节，利用闭环系统，同时将速度传感器及时安装到异步电动机中，从而促进输出量信息的有效传递，这种一种科学的调试方式，可以将输出范围控制在规定范围内。

三、煤矿机电设备中高压变频器的运用

1.变频器在带式输送机上的运用

（1）高压变频器运用在带式输送机上，实现带式输送系统软起动，借助变频器的软起动功能，促进软起动与皮带机动力的组合，促进皮带内部能量的缓慢释放，同时保证启动过程中，电机产生的动力波很小，不会损害皮带。（2)利用高压变频器来提升系统功率因数，变频器起动时间可以调节，根据生产现场工作状况，有效延长皮带机起动时间。（3）依据电机类型和运行特征等因素，避免负载运行，在轻载运行中产生了无功分量，相应的系统功率因素很小，不仅提升了变频器运行效率，还发挥出节能的运行效果。

2.变频器在矿井提升中的运用

（1）矿井提升是将煤炭沿着井筒提升，在此环节需要升降人员和设备，在设备提升环节有一定的危险性，为保证整个过程的安全性，及时加强矿井改造，比如利用高压变频器，及时完善矿井提升系统。（2）采用高压变频器，发挥出经济性的运行效果，科学选型，有效运转，采用电机转子电阻分级调速技术，帮助人员降低工作强度，提高系统控制精度，以分级调速的方式，减少电能损耗，提高了生产效率。（3）利用高压变频器，提升系统的节能性，电机处于电动状态中，利用提升系统，有效降低了系统的转速，发挥出很好的节能效果[5]。（4）下放状态中，电机处于发电状态，利用高压变频器将电能损耗信息及时反馈给电网系统，促进变频系统的有效改造，采取可调速、节能性的高压变频措施，最大限度减少了变频器运行中的能耗。(5)高压变频器为乳化液泵站工作提供足够压力，以变频驱动形式，并借助压力传感器，及时形成了闭环恒压控制体系，减少乳化液泵站的运行能耗，保持运行压力稳定。乳化液泵站运行效率得到很大程度提升，合理的控制电机和泵站的转速，延长了机电设备的运行年限，避免机械部分在运行中受到很大磨损，将高压变频器广泛运用在矿井提升和皮带机上，促进变频技术的有效运用。

结束语

工作人员及时了解煤矿机电设备中变频器的原理：工作原理和节能原理，合理选择变频器，利用变频式调速技术改造控制系统，将提升机速度控制在合理范围内。根据负载类型、运行功率、控制方式来选择变频器，将高压变频器广泛运用在带式输送机、矿井提升中，促进软起动与皮带机动力的组合，保证整个过程的安全性，利用高压变频器，完善矿井提升系统，发挥出很好的节能效果，保持运行压力稳定。

参考文献

[1]赵兴来,訾建新.煤矿机电设备中高压变频器的应用与选型[J].内蒙古煤炭经济,2013(5):87-88.

[2]常昊.煤矿机电设备中高压变频器的选型及实践应用研究[J].机械管理开发,2018(4)：24-24.

[3]杨生荣.变频器在煤矿机电设备中的应用与选择[J].内蒙古煤炭经济,2014(9):3-3.

[4]冯璐.煤矿机电设备中高压变频器的选型及应用[J].机电工程技术,2016(1):123-124.

[5]农红恩.煤矿机电设备变频器的选择分析[J].内蒙古煤炭经济,2018(8)：21-21.