变频节能技术在矿井机电设备中的应用分析

李俊斌

摘 要：随着国家经济的快速发展以及社会科学技术应用水平的不断提高，我国的煤炭行业不断更新使用新技术、新工艺、新设备、新材料，煤矿机械化水平取得了长足的发展，为行业整体水平的提高以及国民经济的发展做出重要贡献。但在目前状况下，矿井机电设备多为大功率高耗能装备，不能很好的适应国家节能减排的总体要求。在这一背景之下，变频节能技术应运而生，通过主要生产系统上机电设备对变频技术的广泛应用，既改善了设备的运行性能，又提高了煤矿企业的经济运行水平。同时，在保障矿井安全生产和节能方面也取得了显著的效果，为煤矿企业实现安全高效生产的目标提供了有力的支撑。

关键词：变频节能技术;矿井;机电设备;应用

1 矿井机电设备对变频节能技术应用作用和原理

1.1 矿井机电设备对变频节能技术的应用作用

矿井机电设备的实际应用过程中，在变频节能技术的应用方面能发挥其积极作用，该技术的应用能对机电设备的电流频率进行有效的调整，从而能有效降低设备的运用当中对电能的消耗，最大程度的降低能源的效率量实现节能的目标。变频节能技术的应用是在变频器设备的应用下实现的，设备包含的部件比较多样，采用改变设备运转速度的方式，实现节能的效果[1]。总的来说，矿井机电设备在应用变频节能技术方面能有效降低能耗的消耗，促进煤炭生产行业的高效发展。在变频节能技术的应用下能有助于提升机电设备运行的稳定性，最大程度减少机电设备长时间运行造成的设备损耗的现象。

1.2 矿井机电设备对变频节能技术的应用原理

矿井机电设备当中应用变频节能技术，能够有助于提升机电设备的整体运行质量和效率。在实际的运行当中，变频节能技术通过多种信息技术的应用，变频器是重要的设备内容。技术在装置当中的应用对电流形式会发生转变，电流的频率也会因此而发生变化，改编的时候不消耗能源，设备也能够收到控制。变频器的使用时候，对电流会实施转变，转变内容是直流电向交流电发生转变，交流电会继续的进行转变，电流形式没有变化，而频率出现了变化[2]。机电设备对交流电频率的要求是不同的，变频节能技术的科学应用下，就能通过相应设备以及电路起到维护作用，保障设备的安全稳定运行。

2 矿井机电设备对变频节能技术推广难点

矿井机电设备的实际运行过程中，对变频节能技术的应用能够起到良好的作用效果，但是在实际的技术推广方面还存在着一些难点。煤矿的生产中应用的机电设备主要有提升机以及采煤机和通风机等相应的设备，设备的应用对能源的消耗量是不同的。通风机设备是不间断运行的，对能源的消耗量比较大。提升机设备诸多是在环境恶劣的情况下应用，当前节能技术不能保障其运行质量不受影响。采煤机的应用常常会出现故障，所以对节能技术的应用中也要能对其承受力进行充分的考虑分析[3]。由于矿井机电设备的实际应用方面都会有着各自的不同情况，所以对变频节能技术的应用推广中，涉及到的影响因素也比较多。

3 变频节能技术在矿井机电设备中的应用

3.1 变频调速系统

在这一系统中，通过对额定转速与恒定转矩之间的调整，一方面可以促进多台变频器之间的转矩平衡，另一方面也实现了多台变频器主从控制的相互切换。实践结果证明，在工作面倾角较大的情况之下，采用四象限变频器调速电机进行牵引，能够实现对于制动力矩的大范围调节，这样一来，即使不再另外增加牵引速度的相关设备，采煤机也不会出现下滑跑车的情况[4]。因此，将变频节能技术应用于采煤机之中，不仅可以对其结构进行科学合理的简化，还促使采煤机在操作便捷性、速度调节的可靠性以及控制的灵活性等方面发挥出了更大的优势。

3.2 变频节能技术在提升机中的应用

在煤矿生产过程当中，提升机是必不可少的重要设备之一，其主要功能是对作业人员与物料进行输送，因此提升机运行的稳定性与可靠性一方面关系着工作人员的生命安全，一方面也是对煤矿顺利生产的重要保证。为了对传送速度进行一定程度的控制，传统的处理方法是在电动机转子电路中使用金属电阻，这虽然能够达到调速的目的，但这种方式电能消耗巨大，且存在着一定的安全隐患，难以适应煤矿生产的现代化发展[5]。随着技术的发展，在提升机中引入了变频节能技术，这一技术与提升机的四象限变频调速系统有机结合起来，并在此基础之上利用计算机技术实现了对于提升机的信息化控制，可以进行实时监控与远程操作，一方面减少了对电能的消耗，另一方面提升机运行的安全性得到有效提升。

3.3 变频节能技术在通风设备中应用

将变频节能技术应用在通风设备当中过程中，这一机电设备主要是对生产中井下通风使用的。煤矿的作业是在地下操作，所以通风机的运行效能对生产人员生命安全以及工作效率就会产生直接的影响。如果通风设备存在故障问题，这就会威胁人员的生命安全。在将变频节能技术加以应用过程中，能对通风机进行改进，高效的工作面推广后，就能够以巷道的具体需要作为基础，能进行调节风机，从而达到能源的节约[6]。通风机的日常作业过程中，也能够处在满负荷的状态下工作，能在能源的缓解方面起到积极作用，通过变频节能技术的科学应用下，就能有助于改善风机，实现了实时控制的目标。

3.4 变频节能技术在流体负荷设备中的应用

在煤矿的生产当中，风机与风泵是最为常见的流体负荷设备，将变频节能技术引入流体负荷设备中后，风机的最低转速明显低于引入之前，这在一定程度上减少了电能的消耗，同时也促使风机具有更好的适应性，在特殊的煤矿环境之下也能够有效运行。除此之外，变频节能技术在矿区给水、给液用泵中也实现了变频调速，对工艺系统的灵活性进行了一定程度上的提升，并在此基础之上有效减少了设备的机械冲击，进而提升了相关设备的使用年限。

4 变频节能技术在矿井机电设备中应用的发展前景

变频节能技术凭借着在电能消耗、经济效益、运行稳定等方面的优势，使其在矿井机电设备之中的应用日益广泛，成为矿井机电设备发展的重要趋势。同时，随着科学技术水平的提高，变频节能技术在矿井机电设备中的應用也日益深入，具有较大的应用前景。除此之外，随着煤矿行业的发展与成熟，会不断引入新技术、新工艺，在这种情况之下机电设备的功能与种类会越发丰富，变频节能技术也会不断与新型的机电设备进行融合与协调。最后，随着时间的推移，一些老旧设备在性能上逐渐下降，可以运用变频节能技术对其进行一定程度的改造，通过有效的技术手段恢复其性能的同时，也可以进一步丰富机电设备的功能，提升其在煤矿生产过程中的应用效果。综上所述，随着科学技术的发展以及煤矿行业的逐步完善，变频节能技术在矿井机电设备中仍有十分广阔的应用前景。

5 结语

本文主要针对矿井机电设备中变频节能技术的应用进行研究与分析。首先对矿井机电变频节能技术的发展进行了一定程度上的阐述，指出了变频节能技术在安全性、稳定性、经济性等方面的优势，然后在此基础之上重点分析了变频节能技术在采煤机、提升机、皮带运输机与流体负荷设备中的具体应用。最后，对变频节能技术的发展前景作出了展望。

参考文献：

[1]张科.煤矿机电设备中变频节能技术的运用分析[J].能源与节能，2019（7）：76-77.

[2]杨晓东.变频节能技术在煤矿井下机电设备中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（12）：224-225.

[3]郭卓.煤矿机电设备中的变频节能技术[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（4）：213-214.

[4]吕建社，冯春雷.变频节能技术在矿山设备中的应用探讨[J].建筑工程技术与设计，2018（22）：440.

[5]张莉军.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用及其前景[J].机械管理开发，2017，32（10）：117-118.

[6]王恩标.煤矿机电设备变频技术的应用现状分析[J].城市建设理论研究（电子版），2014（17）：745-745.