我国煤矿机电设备中变频节能技术的应用分析

杨学琴

摘 要：随着社会经济迅速发展，对于扩展煤炭市场具有很大促进作用，随着不断增强的企业竞争以及不断开采煤矿资源，可利用煤矿资源变得越来越少，开始明显出现资源短缺问题。现阶段，机械设备节能效率和排放污染的程度成为研究的重要方向，变频节能技术对于采掘机、提升机、空压机等具有十分明显的节能效果和调节性能，可以在一定程度上促进企业的发展和进步。

关键词：煤矿；机电设备；变频节能；应用

中图分类号：TD63 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）30-0019-02

我国属于具有丰富煤矿资源的大国，地表层中具备很大量的煤矿资源。不断发展煤矿产业，对于提高国民经济具有很大促进作用。现阶段，国内煤矿开采事业整体情况不乐观，煤矿企业，特别是一些小型煤矿，往往都会存在技术落后的问题，在实际生产和开采的过程中，不能保证安全问题，从而影响整体生产效率。为了能够很好的解决上述问题，在煤矿机电设备中逐渐应用变频节能技术，充分结合实践和理论，其具备十分良好的应用性能，可以进行大量推广，以便于可以增加生产效率，全面实现安全、可靠的变频技术。

1 变频节能技术基本概述

变频节能技术实际上是利用高科技方式来达到改变电流频率目的的一种技术，其中控制电源频率的是变频器，变频器基本原理就是，工频电流在整流器中变为直流电源，然后把直流电源变为可以利用电压、频率控制的交流电，最后输送到电动机内，变频器具有比较复杂的结构。主要包括电极电容、电源板、键盘、控制面板等构成，有效合理结合上述元件，可以在最节能情况下运行电动机。传统煤矿机电设备是不能够改变电流频率的，在运行设备的时候，不能控制和改变转数，促使煤矿机电设备会长期运行在恒定的情况下，不但会缩短设备运行周期，还不能合理的改变设备转速，并且导致消耗大量能源。随着不断研究和发展，开始出现变频调节技术，很大程度改变了这一问题。在煤矿机电设备中使用变频技术，可以在运行过程中节约能源，还可以提高设备灵活性，最大限度降低能源损耗和提高使用年限。

2 煤矿机电设备中变频节能技术的应用

2.1 采煤机中应用变频技术

由于不断完善和改进变频节能技术，使其可以完全符合煤矿设备运行中的电牵引需求，限制电机设备牵引尺寸，因此，不可以具有过大的功率。在具有相同尺寸外形的情况下，交流电機可以变得更大，对于提高系统可靠性和增加功率具有一定作用。一般来说，不会只有一种电机牵引变频结构系统，其中交、直、交变频系统具备性能可靠、使用寿命长等特点，成为比较广泛应用的技术。牵引部分的供电方式基本就是牵引变压器，可以把三相工频交流电变为恒定的直流电，或者也可以变成交流电，然后利用大功率晶闸管把其变为可变电压和频率的交流电，达到无极调速的目的。变频技术还具有一定的保护作用，例如，熔断丝切断、控制电源异常、过负荷、过热、过电流失速、欠压、CPU控制电路异常等。如果能够开启变频技术中的保护功能，会使得立即停止变频器的工作，利用数码管显示故障情况，数字面板来合理设置参数，保证可以在额定转速基础上恒定调速。

2.2 提升机中应用变频技术

提升机是可以利用相应设备来运输系统中矿石、废石、设备、材料等环节，是煤矿地下运输主要设备。矿井系统因为具备控制复杂、运行快、惯性大等特点，经常会交替实际运行情况，但是不管怎样提升机运行，都需要具备很高的电机转动要求，如果具有比较低可靠性的电机传动过程，会很大程度影响系统的运行和生产效率，但是在实际运行的时候，还会存在效率不高、工作量大的问题。如果没能依据实际规定运行速度曲线进行，会导致系统失控，出现不可避免的超速或者过卷事故，影响和危害工作人员人身安全。不少中小型提升机都会使用交流电传动系统，但是由于存在效率低、调速性能差等问题，在使用的时候，会大量消耗系统电能，从而影响系统正常运行。在矿井提升机中应用变频技术，是未来发展的重要方向，在应用变频技术的时候，基本上都是以PLC控制系统和高压变频调速控制系统位主，前者可以利用PLC控制达到目的，存在电磁兼容性和绞车系统保护功能技术，可以在一定程度上监视动态换面、控制全程位置和速度；后者主要是利用串联单元多电平高压变频控制系统，不但能够保证系统的安全性和抗干扰能力，还可以在低压控制电路和高压主电路中进行通讯。

2.3 井下传送带中应用变频技术

煤矿井下运输的主要动力就是带式运输机，可以在距离相对较远的工作点间进行运输送料，保证可以分离物料运载装置和驱动装置，避免出现皮带打滑、撒料等问题，确保可以连续可靠运输煤炭，在井下传送中应用变频技术，可以达到软启动皮带的目的，还可以确保能够稳定运行和启动设备，此外，应用变频技术可以最大限度增加利用率，确保在运行过程中能够具有90%以上的能源利用率，可以降低能源消耗，还可以及时在煤矿机电设备中输送多余负力，降低运行消耗的热力。

2.4 煤矿通风机种应用变频技术

煤矿通风机包括两部分，局部通风机和主风机，一般把在地面上安装主风机，基本上都是抽出式，会存在井风井和会风井，并且会在井下出现全负压系统。在井下安装局部通风机，大多数都是压入式，基本上都是应用在巷道掘进中。煤矿通风机的基本作用实际上就是排出以及稀释有害气体，并且保证井下具备新鲜风流，达到降温的目的。随着不断进行挖掘和开采，即便没有改变风量，也会不断提高对于井下风压的需求，从而会增加风机的实际运行功率。在风机中应用变频节能技术以后，可以依据实际巷道需求来合理调节，保证可以最大程度节约能源，合理更改以往风机满负荷工作情况，在改造风机以后，出现的软启动功能不仅可以随时停止，还不会冲击电网。

2.5 水泵中应用变频技术

在生产煤炭的过程中，水流量是依据实际情况进行的，一般情况下，会在变工况的时候运行，利用机械对阀门的实际开度合理调节，达到水泵运行的目的。经过长时间的运行，会不断降低水泵运行效率，缩短设备使用期限。在水泵设备中合理应用变频技术，主要就是利用变频器和PLC控制器，在设备中安置PLC控制器，可以在一定程度上提高变频器的智能化和灵活性，确保可以高效、安全的生产运行。变频器可以灵活控制水泵的启停，可以降低因为频繁起停和空转过程中的能量消耗，确保在恒定井下液位的时候，还可以最大限度降低设备损耗。

3 结 语

总而言之，在煤矿机电设备中应用变频节能技术变得更加广泛，不仅能够合理的控制设备运行速度，还可以有效降低磨损机械的程度，可以利用变频节能技术来解决生产过程的操作问题，以便于可以提高运行效率和整体性能，除此之外，在未来的发展过程中，变频技术对于配置特殊设备、专业化设备以及达到网络化控制变频器的目的，保证可以充分发挥变频技术的实际作用，为企业发展带来最大化的经济效益。

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