芻議煤礦機電設備中變頻節(jié)能技術的應用

【摘 要】本文就變頻技術在煤礦機電設備上應用的相關情況進行分析和探討，闡述了變頻技術的技術優(yōu)勢和節(jié)能效果。

【關鍵詞】煤礦生產(chǎn)；機電設備；變頻技術；節(jié)能

面對當前經(jīng)濟和能源的矛盾局面，尤其是構建環(huán)境友好型社會的倡導，應用變頻技術成為煤炭企業(yè)以實際行動做好節(jié)能工作的必然選擇。因此，如果可以將變頻技術應用于這些設備當中，不僅有利于提供設備的操控性能，更加能夠獲得非常顯著的節(jié)能效果。筆者在本文中分析并探討我國煤礦機電設備中變頻節(jié)能技術的應用情況，希望能夠煤炭生產(chǎn)節(jié)能提供有益參考。

一、變頻技術及其在煤礦機電設備中的應用

（1）變頻技術的作用原理。目前，綜合應用于電動機傳動、電力電子等技術上的交流變頻調(diào)速技術就是我們常說的變頻技術。變頻技術具有比較強的綜合性，實現(xiàn)了對強弱電和機電的充分融合。實質(zhì)上，變頻技術之所以能夠?qū)ゎl電流的頻率進行變化控制，主要是利用了不斷切斷、結合的電力半導體器件。作為一種有效、經(jīng)濟而且低耗的電能控制技術和調(diào)速技術，它的主要作用原理是實現(xiàn)工頻交流電壓向直流電壓的轉變之后再利用對逆變器頻率和電壓的調(diào)節(jié)來驅(qū)動交流電動機，而交流電動機因為所獲得的電流和電壓不同，則表現(xiàn)為它的轉速便不同。由于變頻技術提高或者降低電動機轉速僅僅通過對電動機負載的改變即可，所以能夠有效地提升工業(yè)生產(chǎn)的效率，同時能夠在低工作負荷的情況實現(xiàn)電動機轉速的降低，或者是根據(jù)實際情況采用對應的轉速，不用再像往常那樣使得電動機處于全速運轉狀態(tài)，白白浪費大量的電力能源。也正是因為節(jié)電，變頻技術能夠獲得非常好的節(jié)能效果。（2）變頻技術在煤礦機電設備中的應用。第一，礦井提升機。礦井提升機主要用來把工作人員或者相關物資和設備運輸?shù)筋A定的地點，所以礦井提升機在礦井作業(yè)當中發(fā)揮著非常重要的安全作用。在以往，礦井提升機主要利用金屬電阻、接觸器切除電阻或者是鼓型控制器實現(xiàn)自身的運行和速度增減。但是不夠理想的散熱效果和過度的電阻耗損會嚴重降低礦井提升機的實際運行安全性；而且過小的電阻范圍也無法實現(xiàn)提升速度的精確增減；特別是在礦井提升機下降的過程中，不僅會導致電能的耗損，還會增加提升機的不安全風險。但是采用變頻技術之后，礦井提升機的驅(qū)動系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)無極平穩(wěn)加速或者減速，實現(xiàn)對提升機的精準操控，不論是提升機的可操控性方面還是安全性方面，均是能夠顯著加分的。具體應用是：首先，可以借助編程器或者顯示屏來查看故障代碼，排查各種故障，不僅使得整個故障排查工作更加方便和簡單，而后往往也能夠更加快速地找到故障原因，并解決故障。其次，繼電器控制更加便捷，其外部控制線路不僅可以更少，甚至能夠有效降低繼電器的數(shù)量，較少的外部控制線路和繼電器的最大優(yōu)勢就是降低故障的發(fā)生概率并有效改善原本局促的井下空間。最后，能夠非常方便地與編程器進行結合，并利用各種指令信號來控制電控系統(tǒng)及其繼電器，另外，還可以通過切換梯形圖和電路圖的方式來更加直觀地觀察提升機的工作狀態(tài)。第二，通風機。通風機在礦山設備中是非常重要的組成部分，而其中以主扇風機在生產(chǎn)中的運用作用最為重要。通風機是礦井作業(yè)中通風設備，該設備運作時間也是非常的長，在生產(chǎn)過程中該設備可以說是礦井的“呼吸器官”。伴隨著煤礦開采深度的增加，由于開采越深所受到的風壓也隨之增大，通風機需要達到的功率也越來越大。因此，要使通風機達到較大的功率就成為了非常困難的問題。在礦山作業(yè)過程中，均將變頻調(diào)速作為通風機設備的主要技術，這就能夠有效根據(jù)實際的需要來改變風量的大小，同時該技術具有優(yōu)秀的低耗能特點，因而被廣泛運用到了該設備中。經(jīng)過改造后的通風機能夠在變頻控制技術的支持下，有效實現(xiàn)變頻軟啟動的工作，能夠避免出現(xiàn)啟動時電流過大，進而對電網(wǎng)設備造成沖擊，導致危險事故的發(fā)生，同時又能夠根據(jù)需要對設備進行啟動和停止。在通常情況下，通風機基本是以較低的速度進行運作，這就使通風機的強度得到了有效地控制，能夠使通風機的使用時間更加長，進而減少維修次數(shù)。但是在電機運用的過程中，要確保電機的轉速能夠一致，那就應當嚴格控制兩臺電機的運行頻率，盡可能地使其保持一致，這就能夠避免出現(xiàn)風阻的情況，導致風機受到影響無法常規(guī)運作。

變頻技術為煤礦生產(chǎn)企業(yè)提供了節(jié)能的技術可能性，借助于變頻技術，煤礦生產(chǎn)企業(yè)能夠消耗更低的能耗，卻可以生產(chǎn)出更多的煤炭資源，這不僅是對降低社會整體能耗水平、降低碳排放、保護生態(tài)環(huán)境的重要貢獻，同時更是為支持經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展做出的努力。

參 考 文 獻

[1]董建強.煤礦變頻調(diào)速與節(jié)電技術研究[J].能源技術與管理.2010（6）

[2]高志明.大功率采煤機的技術現(xiàn)狀及研究方向[J].煤礦機電.2007（4）