浅析变频器节能技术在煤矿中的应用

一、前言

众所周知，煤炭企业是耗电大户，其电耗成本占其生产成本相当大的比例。在煤矿企业中，由于生产设备一般满足服务年限长的特点，选型较大造成大马拉小车的现象，电能浪费严重，设备运行效率往往都比较低。

对于煤矿生产企业来说，电耗所占比例相当大，根据调查，风机、水泵、压缩机、提升绞车、瓦斯抽放设备的用电量占整个煤矿生产用电量的40%以上。但是有很大一部分电能是白白浪费掉的。如果采用挡板、阀门来进行调节往往造成比较大的浪费，而采用电动机变频调速来调节流量，这样可以节省20%～50%左右，自然可能产生巨大的社会和经济效应。对于大负荷电机来说，往往启动时间长、电流大，设备绝缘强度受到严重影响，容易烧毁大功率电动机。并且启动时对机械部分设备冲击较大，往往造成较为严重的机械损伤。

所以说，这样不仅仅增加了设备维修成本，而且对于电网安全造成很大冲击。控制工艺单一，同时实时性较差，自动化程度低。同时，对于转矩极限控制、可逆运行控制、速度控制、启动停止方式、加减速功能和机械传动部件使用寿命等方面存在明显缺陷，不能满足大规模自动化控制要求，而变频调速技术的发展成为解决这一问题的良方之一。

二、变频调速技术的原理与节能作用

1、变频调速技术的原理

交流变频调速是近几十年来发展起来的新技术，以其卓越的调速性能、显著的节电效果以及在国民经济各领域的广泛适用性，而被公认是一种最有前途的调速方式。交流变频调速技术是微机技术、电力电子技术和电机传动技术的综合应用，基本原理是在电力半导体器件的通断作用下，通过整流桥将工频交流电压变为直流电压，再由逆变器转换为频率、电压可调的交流电压作为交流电机的驱动电源，使电动机获得无级调速所需的电压和电流，是一种无附加转差损耗的高效调速方式之一。

综合强弱电混合、机电一体的基础上，对于电力电子技术、微技术和电机传动技术进行综合应用，这就是交流变频调速技术。这样就能作为无附加转差损耗的高效调速方式，同时，使得电动机获得无级调速所需的电压和电流。在能源危机中发展的变频调速技术，可以有效大幅度提高工作效率，是因为它能按照电机负载而进行自动的平滑的增速、减速工作。这样，通过电动机的供电电源频率的改变，作为一种高效率、高性能的调速手段变频调速技术能够实现有效调节。

2、变频调速技术的节能作用

随着电子技术、计算机技术、自动控制技术、大功率输出技术的迅速发展，交流电机变频调速技术取得了突破性的进步，成为当今节电和改善环境、推动技术进步的一种主要手段，已成为一种必然的发展趋势。明显的节能效果和优越的调节性能，使变频节能技术在我国煤矿中的应用越来越广泛，技术也越来越成熟。大容量、多功能、高可靠性的变频器在煤矿生产中得到广泛的推广和应用，为煤矿节省大量电能，特别是在流体类负载中，其节能率在20%～60%。变频控制原理是：采用变频调速电动机实现真正的软启动和平滑调速，利用变频器控制提高输入电源的功率因数，在基频以下为恒转矩输出，输出功率随转速变化。