引言：煤矿企业的产品生产过程中对于机电设备的依赖度较高。但是，不可否认的是煤矿机电设备在运行过程中具有高功率、高损耗的缺点。为保证我国煤矿生产满足我国绿色节能生产需求，需要利用变频节能技术，降低煤矿企业的生产成本，提高企业的经济效益，促进煤矿行业的转型升级。
一、煤矿机电设备运行过程中采用变频节能技术的必要性
煤矿企业在进行煤矿开采过程中需要应用多种类的特种工程机电设备，包括皮带输送机、风机、矿井提升机、采煤机等。在传统的煤矿生产过程中，煤矿机电设备需要在额定电压下运行，一旦出现超压问题，机电设备能够运行一段时间，但是无法保证设备的持续运转[1]。因此在煤矿生产过程中，机电设备的超载、待机等高能耗问题将会严重影响煤矿生产效率。煤矿机电设备在超载的情况下进行运行时，将要承担超额的工作量。而待机状态下的煤矿机电设备将会在消耗资源的同时，却无相应的产出。
通常情况下，煤矿机电设备处于高能耗状态，将会对于设备产生损害，致使设备运行过程中安全隐患的发生概率提高，增加煤矿企业的机电设备运维成本。变频节能技术的应用，将会为煤矿机电设备运行提供节能技术支撑，保证煤矿生产过程中，在不用的生产时间或区间范围内，对于设备的公共频率进行优化调整，使其满足不同运行状态以及生产特征的设备性能需求，保证煤矿机电设备的负载情况始终处于合理范围内，提高设备运行的安全系数[2]。
二、煤矿机电设备运行过程中变频节能技术的应用要点
（一）煤矿机电设备中皮带输送机的变频节能技术应用要点
煤矿机电设备中的皮带输送机负责进行矿井上下运输工作。该机电设备长时间处于运行状态，且运行距离、功率损耗过大。变频节能技术的引入能够降低皮带输送机的能源损耗，通过选择低能耗的变频电机，融合电控系统的变频调控技术，对于皮带输送机的转速进行自动化调整，降低空载和启动的能耗损失，提高该机电设备的运行效率。
皮带输送机中的变频节能技术主要是利用传感器等装置，及时收集皮带输送机的实时转速信息以及煤流质量信息，将这两者及时上传至皮带输送机的变频器智能调控系统之中。变频器的智能调控系统根据实时上传的转速及煤流质量信息，进行智能运算。同时，在煤矿井下完成该输送机安装后，需要进行输送机角度测算，依据相应的安装角度，确定后期的技术参数，确定输出转矩和输送速度，并计算出二者之间的关系，利用力平衡原理，进行智能调控系统中的变频器调速程序设计，达到变频节能的目的。
从理论角度而言，若该输送机的输出功率等于煤流质量，其节能效果将达到最佳状态，能够有效避免该输送机出现超负荷运行的情况，避免能源浪费。其中，在得到输送机的输出功率后，需要将其上传至变频器的控制单元，结合电机的技术参数，进行输出转速最佳值的确定。再将实际转速和最佳转速相减，得出差值。根据差值情况进行实时转速调整。
（二）煤矿机电设备中风机的变频节能技术应用要点
在煤矿开采过程中，为了保证矿井内的空气满足工作人员的工作需要，避免产生瓦斯爆炸等安全事故的发生，需要利用风机向矿井中输送新鲜空气。依据国家煤矿安全生产要求，进行地面永久通风系统的搭建迫在眉睫。现阶段，我国煤矿机电设备中的风机在运行过程中并不需要一直处于额定功率状态之下，使得其运行过程中产生能源浪费。
在风机中引入变频节能技术需要结合风机平方转矩负载情况以及设备运行特性，保证风机的轴功率和转速的立方之间呈现正相关，降低能源损耗。通常情况下，需要将变频器安装在风机的控制系统之中，根据矿井中对于输送新鲜空气的需求量，进行风机转速的自动化调整，使其一直处于最佳转速状态。变频器可以通过检测出风口的灰尘等特征气体浓度，进行风机转速的自动化控制，如果特征气体的浓度低于标准设定值时，可以将风机转速调低，反之，则需要将风机转速调高。
在风机中引入变频节能技术，能够有效降低风机的能源损耗，减少风机出现故障的概率，增强风机运行稳定性，提高煤矿开采的安全性。
（三）煤矿机电设备中矿井提升机的变频节能技术应用要点
煤矿机电设备中的矿井提升机主要是利用调速装置，改变电阻，进行速度控制。但是在电阻调整过程中，还是会损耗大量能源，所以将变频器安装在矿井提升机中，代替变阻调速装置。
矿井提升机中变频器的应用主要是对该机电设备中的机主电机定子侧供电频率进行调整，完成电机调速。在该模式下，能够保证提升机的机械特性与自然机械特性处于平行状态，保证转差功率始终处于不变状态，提高机电设备的运行效率，以及速度曲线的稳定性。
现阶段，提升机中的变频技术，主要是利用交-直-交的变频技术，利用可控变流器完成再生反馈背景下的交流变频。通过在原有的逆变流电路系统能够和整流电路系统中增设新的变流电路，使新增变流电路保持在有源逆变状态。一旦提升机需要进行能量回馈，中间直流电压将会提升，使得整流电路停止运行。新增的变流电路的中间电路电压极性将会在不改变的情况下，实现电流反向运行，实现能量反馈。此外，为了避免能量回馈过程中，对于电网产生破坏，可以进行储能装置增设，保证回馈的能源能够被充分地接收和利用。
（四）煤矿机电设备中采煤机的变频节能技术应用要点
煤矿机电设备中的采煤机是煤矿机电设备的重要组成部分，其主要是进行煤矿开采。由于煤矿开采的地质环境的复杂性，需要相应的采煤机设备具有多样化功能，保证采煤机能够满足相应的作业需求。采煤机主要是由电气、液压等多方向子系统构成，利用变频节能技术能够实现对于多个子系统的节能且高效控制。
变频节能技术在采煤机中的具体应用主要体现在其切割、传动、辅助控制系统之中，利用变频节能技术，相应的工作人员可以结合采煤机不同阶段的作业需求进行功率自动化调整。其能够根据采煤机的作业面积进行切割功率调整，在保证作业顺利进行的前提下，将采煤机切割功率的能耗控制在最低状态，降低设备运行成本。对于采煤机的装载系统，变频器可以根据煤矿的开采量，进行最佳转速设定。此外，变频器能够根据进行阶段采煤量和装载量对于采煤机的结构牵引力需求进行自动化调整，保证采煤机的结构牵引力能够满足采煤机作业需求，符合实际煤矿开采情况。
采煤机中引入变频节能技术能够使得采煤机的生产效率能耗得到合理化控制。通过增强变频节能技术与采煤机多个子系统之间的契合度，保证采煤机整体设备性能得到优化，避免采煤机运行出现超负荷情况，保证煤矿开采作业的安全性、高效性、节能性。
结论：煤矿机电设备融合变频节能技术将会提高设备的生产效率，降低设备能耗，优化设备性能，促进煤矿行业实现节能减排这一目的，推动该行业的绿色可持续发展。
参考文献：
[1]裴志强.煤矿机电设备中变频节能技术的应用研讨[J].中国设备工程,20223(17):214-216.
[2]王彦.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用探讨[J].矿业装备,2022(08):87-89.
