高压变频器在煤矿机电设备中的选型与运用

王威振

摘要：机电设备应用于煤矿开采工作中能够有效提高工作效率，作为重要组成部分，在开采过程中要时刻掌握和了解煤矿机电设备的实际运行情况。首先在选择高压变频器的过程中可以结合文献来提高效率和准确性，这主要是参考其三大特性，包括负载方式、控制方式和功率;其次，明确变频器的使用场景是 在输送机或提升机中，要对其特点有提前充分的了解和熟悉;最后，要想实现设备最大效率的发挥，深度挖掘节能方法是必要的，只有点对点地应用好性能的优势才能最大程度上收获较高的经济效益。

关键词：煤矿;机电设备;高压变频器

1 高压变频器基本分析

高压变频器的主要原理是利用电力半导体自身的通断作用来将工频电源替换成另一种不同频率的电能控制机关。而由于当今社会的微电子技术和电力电子技术的不断更新发展，高压频率的调速设备也逐渐被广泛使用，同时这一技术也在不断成熟，并且被广泛的应用在各个领域，同时在近些年来通过单元串联或者是期间串联的方式都解决了高压问题。而且高压变频也分很多种类。例如通过判断中间部位是否是直流来确认出直交变频器和交交变频器;再有就是通过判断有无中间低压回路，来区分出是高低高变频器或者是高高变频器;还可以根据直流部分的性质，来将高压变频器区分为电流型和电压型的变频器;还可以根据镶嵌的方式，将高压变频器区分为电容或者是二极管变频器;还可以依据电压的等级以及使用方式将高压变频器区分为通用变频器和高压变频器。

2 高压变频器的合理选择

2.1 按控制方式选型

高压变频器的调速控制系统主要分为开环控制系统和闭环控制系统，其主要组成部分是通用高压变频器以及异步电机。而开环控制的工作方式主要是通过无速度传感器的控制以及普通功能作为控制核心的通用高压变频器。而闭环控制系统的工作方式主要是带有PID的控制器以及速度传感器里的矢量控制，在控制的场合中需要主要关注温度、速度、压力、张力以及PH值等相关参数。 而开环控制的工作方式具有着精准、简洁的主要特点，但是缺点就是其调速的精准度相对较低并且动态的响应速度较低，并且这一劣势在低速度尤为明显，并且其主要适合应用在精度较低的场景中。而如果采用通用变频器来对速度传感器进行控制的时候就务必需要将其安装在异步电机上，从而形成一个闭环的控制系统。而此类方式则是一种不合理的调试方式，主要范围比例是1：1000，并且还能够通过转矩进行精准的控制，这样对整个系统性能的提升也较高。

2.2 按功率选型

在选择变频器的主要功率的时候有以下几点需要我们注重关注：①若是电动机的额定功率与电频器相差较大，那么就务必要对程序进行重置，如此才能让其节能效果达到最大化提升。②对于那些工作状态相对制动、启动较为频繁以及正在重新启动并操作频繁的电动机，就需要挑选功率较大的变频器，这样才对后续的安全稳定运行有帮助。③假若电动机的额定功率分级和变频器差异较大，那么就需要变频器进行功率调整，使其逐渐趋向于电动机的频率甚至大于其功率。④在对变频器进行功率进行挑选的时候，要主要考虑发动机的额定功率，主要对其运转时的效率十分有利。⑤假若测试之后，发现电动机的实际功率有些多余的话，那么就需要选择变频功率较小的变频器，同时还要对电流峰值加以关注。

2.3 按负载类型选型

通常来讲需要依据负载的性质来对进行高压变频器的选择，主要是由于不同的高压变频器其负载转速以及其转矩差异较大。我们也可以根据设备的不同特性将其分为四类，分别为风机类将转矩负载、恒转矩负载、恒功率以及额定功率四种。而在一些特殊的情况下为了适应不同的辅助还需要选择通用变频器，但是通常来说，如果控制好U/F的值来控制好恒定功率的负载。

3 高压变频器在煤矿机电设备中的运用

高压变频器的煤炭领域的广泛使用在一定程度上还推动了电子技术和微机技术的融合，同时机电设备在融合强弱电流的时候还对设备的电能消耗产生一定程度的影响，对其后续的节能环保和稳定运行有着极大的好处。 高压变频器的主要使用场景是矿井的提升机以及输送机还有流体负荷类三种，并且根据具体的调研结果进行分析和讨论，对变频器的作用更加清晰明确，有利于完成后续的目标。

3.1 运用于煤矿矿井提升机

高压变频器在矿井提升机的使用过程中，我们要根据其输出信号的变化程度来对提升机的升级方式进行自主可控。举例来说，如果提升在进行高压运转的时候，变频器就需要进行低压安静状态，与此同时还需要利用信号的记录方式来提高高压运行的信号记录方式。而且使用高压变频器还能够完美的符合提升机软启动的需求，并且能够对其运行速度进行一个科学合理的调控，以此来为后续的稳定运行提供有力的保证。并且在此过程中还要对液压机械制动进行合理保留，动态的将其和高压变频制动器进行组合。与此同时还要确定在提升机的运行环境中井下和井口都要有充足的信号，能够及时的调整变频器的速度，有效的提升工作效率。

3.2 运用于煤矿带式输送机

煤矿中的带式输送机是一种十分常见并且关键的机电设备，其在运行的过程中需要大量的电能進行支持，尤其是对于一些煤矿需要长距离运输的情况下其消耗的电能相对更多，而且内部制动器的负载也相对较大。因此在带式运输机如果使用高压变频器，就能够推动长距离运输的软启动以及低速空载运行方式的实现，同时还对输送机的稳定状态十分有利。比如在煤炭运输系统中最关键的设备就是胶带输送机，其液力耦合器在变频器的拖动下进行传动，而交流电机就是其提供动力的主要装置，但是由于其缺点就是启动电流需要较大、传动效率较低以及机械冲击力较大，并且其传送距离较长，负载相对较重、倾斜角度较大，所以也十分容易引起重载或者是启停等问题，同时还容易发生断带或者跑带的事故几率。而合理的使用高压变频器将能够提升带式输送机的软启动效率，能够保证其稳定运行，消除有关的安全隐患。

结论

综上所述，高压变频器这以技术的核心能力还是对变频器的选择使用各方面，为了保证其能够合理运行，并且在运行的过程中达到比较完美的效果，就务必要清晰的了解高压变频器在煤矿机电设备的使用基础，从而合理的进行变频器的选择，从而最大程度的实现节能减排的效果。

参考文献：

[1]罗欢.公路运输经济管理改革思路[J].今日财富，2021（23）：22-25.