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[摘 要]变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。本文简要介绍了高压变频器的工作原理。然后介绍了高压变频器在采煤机、提升机和通风机上的应用情况。通过在这些设备上安装高压变频器，通过变频器来进行电机的调速与控制，可以提高设备灵敏度，节约电能的消耗，延长设备的使用寿命。
[关键词]变频器；高压变频器；煤矿机电设备；采煤机；提升机；通风机
中图分类号：E1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）08-0222-01
1 引言
变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。从组成机构上看，它主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。变频器有高压和低压之分，本文主要讨论高压变频器在煤矿机电设备中的应用。
2 高压变频器的工作原理
高压变频器是一种基于电力半导体的通断功能来实现频率转换的控制仪器。高压变频器也有很多种。在组成机构上，高压变频器主要三部分组成，分别是变压器柜、功率柜和控制柜。功率柜中间包含着 3 组功率单元， 主要的作用是输出所需等级的电压。给功率柜内部的功率单元提供能量的被叫做变压器柜。此外， 功率柜的功率也时刻需要不断进行整流、逆变控制和进行检测处理， 这就是控制柜的作用， 如图 1 所示。
3 高压变频器在煤矿机电设备中的应用
煤矿井下机电设备众多，且大多数运行环境复杂。合理地使用高压变频器，可以减少设备的电能消耗，延长设备的使用寿命。下面就简要介绍下高压变频器在几种设备中的应用。
3.1 在采煤机中的应用
煤矿井下工作环境复杂，采煤机在这样复杂恶劣的环境中工作，难免会出现这样那样的问题。为确保采煤机顺利工作，一般需要有专业技术人员在现场操控。尽管如此，仍然不能很好地解决问题。给采煤机安装高压变频器后，情况则有很大的改观。在操作性上， 采煤机较之以往更加灵活、 简便， 操作变得更加简单， 更加容易。推动了采煤机的更新升级， 扩大采煤机的开采优势， 促进了煤炭开采量的大幅度提升。
安装了高压变频器之后的采煤机， 解决了能源消耗的问题。例如：采煤机在运转的过程中为了克服偶然遇到的夹矸， 往往采用远远大于实际所需要的功率的电动机， 经常以 40% ～50% 的负荷进行运转， 这种工作方式本身会造成很大的浪费， 最终也就引起了电动机资源的浪费。而如果此时能够对高压变频器的功能和结构进行改良和设计的话， 也就会使电动机最终达到节能的目的 。
3.2 在提升机中的应用
矿井提升机是井工矿山的常见设备，它主要用于立井中矿石和人员、材料等的提升，对煤炭开采工作的进展同样具有重要意义，不亚于采煤机。因为矿井提升机的主要作用在于加强地面与地下之间的联系， 因此该设备需要较高的灵敏度。但提升机在经过长期使用后，设备的灵敏性会逐渐下降，给使用带来不便，且存在安全隐患。而更换新设备又需要大笔资金。有没有既省钱又可行的办法呢？当然有！解决的办法就是在矿井提升机上面安装高压变频器， 借助于变频器的调速技术，来调节电动机的转速，从而控制提升机运行速度，满足矿井的提升需求。实践表明，安装高压变频器后，提升机的运行更加平缓、 更加安全稳定，信号处理与制动运行更加灵敏，极大地提升了提升机的整体性能。
传统的煤矿提升机中多采用的是绕线电机串电阻的调速方式， 在使用的过程中转子回路的串联电阻会造成資源和能源的浪费 。节能是高压变频器在煤矿机电设备运用中的一大优势。通过改造变频器的功能与结构， 提升了提升机的节能能力， 解决了电力资源浪费的现象。
3.3在通风机中的应用
煤矿开采中，所有井巷必须保持通风，因此，煤矿主要通风机对煤矿开采安全管理的重要性不言而喻。我国有关法律法规规定，煤矿主要通风机必须保证连续运转，且主通风机属于一级负荷，供电必须可靠，但是风机持续开启，会消耗大量的电力，给企业增加负担。如使用高压变频器启动，可以在不停机的前提下，降低通风机的能耗，同时减轻由于电网不稳定给通风机造成的损伤，延长通风机的使用寿命。
4 结语
目前， 我国很多煤矿机电设备的调速方式比较落后，严重地浪费了电能，从而使得设备的使用寿命变得更低。合理地运用高压变频器，可以很好地解决这两个问题。高压变频器除了可以用在采煤机、提升机和通风机上以外，在其他煤矿机电设备上也可以使用。鉴于篇幅限制，本文只是粗略地介绍它在这三种设备上的应用。
参考文献
[1]蔡旭峰.浅析煤矿机电设备的安全管理与维护[J].矿业装备，2015，5（11）：102- 103.
[2]林建东.概述煤矿机电设备技术与管理存在问题及锯决措施[J].科技创新与应用，2016，6（3）：84.
[3]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，2013，31（5）：87-88.
[4]林德贞.浅谈变频器在煤矿机电设备中的应用[J].能源与环境，2013，32（5）：30-31.
[5]赵洪军.浅析变频器节能技术在煤矿中的应用[J].能源与节能，2014，19（3）：160-161.
[关键词]变频器；高压变频器；煤矿机电设备；采煤机；提升机；通风机
中图分类号：E1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）08-0222-01
1 引言
变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。从组成机构上看，它主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。变频器有高压和低压之分，本文主要讨论高压变频器在煤矿机电设备中的应用。
2 高压变频器的工作原理
高压变频器是一种基于电力半导体的通断功能来实现频率转换的控制仪器。高压变频器也有很多种。在组成机构上，高压变频器主要三部分组成，分别是变压器柜、功率柜和控制柜。功率柜中间包含着 3 组功率单元， 主要的作用是输出所需等级的电压。给功率柜内部的功率单元提供能量的被叫做变压器柜。此外， 功率柜的功率也时刻需要不断进行整流、逆变控制和进行检测处理， 这就是控制柜的作用， 如图 1 所示。
3 高压变频器在煤矿机电设备中的应用
煤矿井下机电设备众多，且大多数运行环境复杂。合理地使用高压变频器，可以减少设备的电能消耗，延长设备的使用寿命。下面就简要介绍下高压变频器在几种设备中的应用。
3.1 在采煤机中的应用
煤矿井下工作环境复杂，采煤机在这样复杂恶劣的环境中工作，难免会出现这样那样的问题。为确保采煤机顺利工作，一般需要有专业技术人员在现场操控。尽管如此，仍然不能很好地解决问题。给采煤机安装高压变频器后，情况则有很大的改观。在操作性上， 采煤机较之以往更加灵活、 简便， 操作变得更加简单， 更加容易。推动了采煤机的更新升级， 扩大采煤机的开采优势， 促进了煤炭开采量的大幅度提升。
安装了高压变频器之后的采煤机， 解决了能源消耗的问题。例如：采煤机在运转的过程中为了克服偶然遇到的夹矸， 往往采用远远大于实际所需要的功率的电动机， 经常以 40% ～50% 的负荷进行运转， 这种工作方式本身会造成很大的浪费， 最终也就引起了电动机资源的浪费。而如果此时能够对高压变频器的功能和结构进行改良和设计的话， 也就会使电动机最终达到节能的目的 。
3.2 在提升机中的应用
矿井提升机是井工矿山的常见设备，它主要用于立井中矿石和人员、材料等的提升，对煤炭开采工作的进展同样具有重要意义，不亚于采煤机。因为矿井提升机的主要作用在于加强地面与地下之间的联系， 因此该设备需要较高的灵敏度。但提升机在经过长期使用后，设备的灵敏性会逐渐下降，给使用带来不便，且存在安全隐患。而更换新设备又需要大笔资金。有没有既省钱又可行的办法呢？当然有！解决的办法就是在矿井提升机上面安装高压变频器， 借助于变频器的调速技术，来调节电动机的转速，从而控制提升机运行速度，满足矿井的提升需求。实践表明，安装高压变频器后，提升机的运行更加平缓、 更加安全稳定，信号处理与制动运行更加灵敏，极大地提升了提升机的整体性能。
传统的煤矿提升机中多采用的是绕线电机串电阻的调速方式， 在使用的过程中转子回路的串联电阻会造成資源和能源的浪费 。节能是高压变频器在煤矿机电设备运用中的一大优势。通过改造变频器的功能与结构， 提升了提升机的节能能力， 解决了电力资源浪费的现象。
3.3在通风机中的应用
煤矿开采中，所有井巷必须保持通风，因此，煤矿主要通风机对煤矿开采安全管理的重要性不言而喻。我国有关法律法规规定，煤矿主要通风机必须保证连续运转，且主通风机属于一级负荷，供电必须可靠，但是风机持续开启，会消耗大量的电力，给企业增加负担。如使用高压变频器启动，可以在不停机的前提下，降低通风机的能耗，同时减轻由于电网不稳定给通风机造成的损伤，延长通风机的使用寿命。
4 结语
目前， 我国很多煤矿机电设备的调速方式比较落后，严重地浪费了电能，从而使得设备的使用寿命变得更低。合理地运用高压变频器，可以很好地解决这两个问题。高压变频器除了可以用在采煤机、提升机和通风机上以外，在其他煤矿机电设备上也可以使用。鉴于篇幅限制，本文只是粗略地介绍它在这三种设备上的应用。
参考文献
[1]蔡旭峰.浅析煤矿机电设备的安全管理与维护[J].矿业装备，2015，5（11）：102- 103.
[2]林建东.概述煤矿机电设备技术与管理存在问题及锯决措施[J].科技创新与应用，2016，6（3）：84.
[3]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，2013，31（5）：87-88.
[4]林德贞.浅谈变频器在煤矿机电设备中的应用[J].能源与环境，2013，32（5）：30-31.
[5]赵洪军.浅析变频器节能技术在煤矿中的应用[J].能源与节能，2014，19（3）：160-161.