电机设备当中引入变频节能技术的研究

摘 要：现阶段，在工业生产过程中所用的电机设备逐渐增多，为满足企业机械化发展要求，变频技术的应用也随之增多。变频技术应用于矿山电机设备中，不仅能让电机以高效率方式灵活运转，还能降低电机设备能源消耗，对节约能耗起到重要作用。文章通过对变频节能技术进行简单介绍，指出当下变频节能技术在电机设备应用中现存问题及问题解决对策，并对变频技术具体应用进行详细研究。

关键词：电机设备;变频;节能技术

我国是浅层地表矿产资源丰富的大国，矿山资源影响着我国经济发展状况。在矿山开采技术方面，始终存在开采效率及安全性不高、开采过程中耗电严重问题有待解决，为避免矿山资源浪费严重现象持续发生，我国开采技术上逐步向机械化方向发展，并在此基础上引进先进技术，对矿山设备进行统一规划与管理，致力于让采矿生产水平与经济化发展水平持平，让采矿产业走上高效、节能、环保型发展方向。

1 变频节能技术原理、内容及种类

1.1 变频节能技术工作原理

变频节能技术是对设备运行过程中交流电频率灵活进行改变，保证设备稳定运行的一项技术。变频技术应用，加强设备可操作性，对生产效率提高起到了关键作用。当下，变频技术融合信息、网络及自动化技术，使生产过程更加具备人性化特点。变频技术通过对交流电进行控制，根据生产需要对设备速度进行调控，通过逆变器使用，对电流和电压进行切换和调节，根据生产所需要操作速度进行调节，达到无极变速效果。变频技术最大特点就是能够根据生产需要对电机设备固定参数进行转换，减少电机运行过程中能耗，在节约成本同时增强生产效率。变频技术在应用过程中优化升级，现如今变频技术与人工神经网相结合，促使生产过程向更加规范化方向发展[1]。

1.2 变频节能技术中变频器内容

变频节能技术当中所用的变频器，其作用是对主频电源进行转变，通过半导体原件将主频电源转频率转变。半导体导电性能可以通过人为进行控制，电阻力随着温度升高而变小，反之，电阻力随着温度降低而升高。变频器对电压和交流电进行逆转步骤可分为以下两个步骤：①将交流电转变为直流电;②将转换过后的直流电进行逆转，即将直流电转换成单流电。变频器在逆转过程中，会对频率、电压进行改变，降低电机运行曲线，达到降低电能效果。

1.3 变频节能技术中变频器种类

变频器主要可以分成三个类型：①电压型变频器：此种类型变频器在直流环节当中增加了电容元件，限制四项运动，应用比较麻烦，设计中缺少制动器以及正弦滤波器，但是该变频器干扰比较小;②电流型变频器：该类型变频器电机制动效果比较好，但是此类变频器内部结构较为复杂，换流时必须通过逆变桥强行进行换流，电流调整不方便，维修时还会对设备造成干扰;③高低高变频器：此类变频器主要是对电压和频率进行升降压控制，在运行过程中需要增加升降压变压器，方可使用[2]。

2 电机设备中引入变频节能技术问题及改进措施

2.1 变频节能技术在矿山电机中问题

变频技术随着数字化智能技术发展不断进行优化和升级。当下，变频技术自动化程度不断加深，智能化不断加强，已经被广泛应用于采矿电机设备当中。我国在采矿电机设备当中应用变频技术时间较晚，变频技术应用还未达到成熟状态，因此，存在很多问题有待解决。主要问题有以下三点。①变频技术节能水平不高，相关部门监管力度落实不到位，导致矿山电机设备运行过程中缺少专业技术人员进行监管，发现设备故障不及时，致使设备不能够正常运行;②变频技术应用缺少规范化管控制度，未能将电机设备以及变频技术负责人员责任进行划分，导致职权不清晰，对设备节省能耗效果缺少保障;③电机设备应用变频技术自动化程度不高，需要工作人员进行操作的工序经常出现失误情况，不利于设备正常工作，对设备工作效率产生很多不良影响[3]。

2.2 变频节能技术矿山电机问题解决措施

针对矿山电机设备当中存在问题，要根据具体情况落实相关解决措施。首先要将机电设备管理制度进行完善处理，制定一套符合矿山电机运行的，具备科学性管理制度，将变频技术进行运用，保证达到降低能耗效果。在具体制度完善过程中，要先对相关工作人员职责进行明确化处理，并加强矿山电机设备运行相关监管制度。其次，加强技术人员巡逻管理，增加对矿山电机设备定期检查和不定期抽查，并将相关记录做好并归档，确保数据准确性并及对数据进行核对。最后，要将更加先进技术引入到变频节能技术当中，并不断度该项技术进行升级和创新，保证变频技术自动化程度满足生产技术要求。在发现问题中及时进行问题解决，才能够保证行业当中始终拥有新鲜血液运行[4]。

3 电机设备中引入变频节能技术具体应用研究

3.1 采煤机引入变频节能技术研究

采煤机是集机械、液压、电气为一体进行矿山开采的关键设备，具有组织结构复杂庞大特点。矿井工作环境比较差，会导致设备故障频发，带来较大经济损失，应用采煤机进行矿山开采使得工作效率大大提升，但是开采过程中会消耗大量的电能，导致开采成本大幅度增加。为避免该种现象持续发生，在采矿机械当中应用变频节能技术，采矿机械智能化增强，矿山开采过程中设备故障发生频率明显下降，并降低开采成本。运用变频节能技术时，将电压和频率调整到采煤机所能适应的频率，达到节能降本最终效果。

3.2 带式输送机引入变频节能技术研究

带式输送机工作是受摩擦力驱动，将矿井之下的所采出的矿运输到井外。在运输过程中会有大量电能直接转化成内能消耗殆尽，造成电能严重损耗。变频技能技术的应用，能够将多余电流进行逆变传输，达到节能效果，变频技术应用还能降低热能产生，保证输送机正常运行，延长输送机寿命，提升运输工作效率[5]。

3.3 风机引入变频节能技术研究

传统风机在使用过程中使用方法较为复杂，不仅能源消耗大，使用时还要投入大量人力资源，造成浪费人力增加成本现象。风机长时间投入使用，还有可因风机疲劳工作导致风机故障。将风机与变频节能技术相结合，调整风机频率，使风机达到最好通风效果，并保持风机运行稳定性，安全性，不仅改变风机性能，还减少人员配备，有效提高风机通风效果。

3.4 提升机引入变频节能技术研究

矿井提升机由早期提水工具演变而来的大型绞车，与变频技术相结合之后形成具备机械化以及自动化设备，利用电机产生电能进行驱动，未应用变频技术之前耗电量巨大，应用过后可以对设备电流、转速进行自由调节，降低能耗。除此之外，变频技术与先进技术的结合，还具備滤波、过载保护以及检测等多种功能，节省能耗同时，延长提升机使用年限年，提升工作质量。

4 结束语

现阶段，采矿行业要随着社会经济发展，通过优化技术，不断提升替身行业竞争能力。变频技术在采矿电机当中应用，不仅解决了我国能源消耗问题，还使矿山开采技术进一步加强，使得矿山开采告别原有粗犷的开采方式，实现精细化机械技术开采，对资源保护起到促进作用，达到一定环保效果，为矿山开采行业健康发展打下坚实基础。

参考文献：

[1]田树河.试论变频技术在煤矿机电设备中的应用[J].中国新技术新产品，2017（12）52-53.

[2]李俊文.煤矿机电设备变频节能技术的应用探讨[J].资源节约与环保，2019（01）34-35.

[3]于继图.煤矿机电设备中变频节能技术的探讨[J].通信电源技术，2018，35（12）220-221.

[4]刘杰.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用[J].陕西煤炭，2019，38（02）177-178+182.

[5]张立文.变频节能技术在煤矿机电设备的应用探析[J].中国设备工程，2017（24）213-215.

作者简介：

郭俊伟，机电助理工程师，主要从事煤矿机电安全生产管理工作。