我國煤礦機電設備中變頻節能技術的應用分析

楊學琴

摘 要：隨著社會經濟迅速發展，對于擴展煤炭市場具有很大促進作用，隨著不斷增強的企業競爭以及不斷開采煤礦資源，可利用煤礦資源變得越來越少，開始明顯出現資源短缺問題。現階段，機械設備節能效率和排放污染的程度成為研究的重要方向，變頻節能技術對于采掘機、提升機、空壓機等具有十分明顯的節能效果和調節性能，可以在一定程度上促進企業的發展和進步。

關鍵詞：煤礦；機電設備；變頻節能；應用

中圖分類號：TD63 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）30-0019-02

我國屬于具有豐富煤礦資源的大國，地表層中具備很大量的煤礦資源。不斷發展煤礦產業，對于提高國民經濟具有很大促進作用。現階段，國內煤礦開采事業整體情況不樂觀，煤礦企業，特別是一些小型煤礦，往往都會存在技術落后的問題，在實際生產和開采的過程中，不能保證安全問題，從而影響整體生產效率。為了能夠很好的解決上述問題，在煤礦機電設備中逐漸應用變頻節能技術，充分結合實踐和理論，其具備十分良好的應用性能，可以進行大量推廣，以便于可以增加生產效率，全面實現安全、可靠的變頻技術。

1 變頻節能技術基本概述

變頻節能技術實際上是利用高科技方式來達到改變電流頻率目的的一種技術，其中控制電源頻率的是變頻器，變頻器基本原理就是，工頻電流在整流器中變為直流電源，然后把直流電源變為可以利用電壓、頻率控制的交流電，最后輸送到電動機內，變頻器具有比較復雜的結構。主要包括電極電容、電源板、鍵盤、控制面板等構成，有效合理結合上述元件，可以在最節能情況下運行電動機。傳統煤礦機電設備是不能夠改變電流頻率的，在運行設備的時候，不能控制和改變轉數，促使煤礦機電設備會長期運行在恒定的情況下，不但會縮短設備運行周期，還不能合理的改變設備轉速，并且導致消耗大量能源。隨著不斷研究和發展，開始出現變頻調節技術，很大程度改變了這一問題。在煤礦機電設備中使用變頻技術，可以在運行過程中節約能源，還可以提高設備靈活性，最大限度降低能源損耗和提高使用年限。

2 煤礦機電設備中變頻節能技術的應用

2.1 采煤機中應用變頻技術

由于不斷完善和改進變頻節能技術，使其可以完全符合煤礦設備運行中的電牽引需求，限制電機設備牽引尺寸，因此，不可以具有過大的功率。在具有相同尺寸外形的情況下，交流電機可以變得更大，對于提高系統可靠性和增加功率具有一定作用。一般來說，不會只有一種電機牽引變頻結構系統，其中交、直、交變頻系統具備性能可靠、使用壽命長等特點，成為比較廣泛應用的技術。牽引部分的供電方式基本就是牽引變壓器，可以把三相工頻交流電變為恒定的直流電，或者也可以變成交流電，然后利用大功率晶閘管把其變為可變電壓和頻率的交流電，達到無極調速的目的。變頻技術還具有一定的保護作用，例如，熔斷絲切斷、控制電源異常、過負荷、過熱、過電流失速、欠壓、CPU控制電路異常等。如果能夠開啟變頻技術中的保護功能，會使得立即停止變頻器的工作，利用數碼管顯示故障情況，數字面板來合理設置參數，保證可以在額定轉速基礎上恒定調速。

2.2 提升機中應用變頻技術

提升機是可以利用相應設備來運輸系統中礦石、廢石、設備、材料等環節，是煤礦地下運輸主要設備。礦井系統因為具備控制復雜、運行快、慣性大等特點，經常會交替實際運行情況，但是不管怎樣提升機運行，都需要具備很高的電機轉動要求，如果具有比較低可靠性的電機傳動過程，會很大程度影響系統的運行和生產效率，但是在實際運行的時候，還會存在效率不高、工作量大的問題。如果沒能依據實際規定運行速度曲線進行，會導致系統失控，出現不可避免的超速或者過卷事故，影響和危害工作人員人身安全。不少中小型提升機都會使用交流電傳動系統，但是由于存在效率低、調速性能差等問題，在使用的時候，會大量消耗系統電能，從而影響系統正常運行。在礦井提升機中應用變頻技術，是未來發展的重要方向，在應用變頻技術的時候，基本上都是以PLC控制系統和高壓變頻調速控制系統位主，前者可以利用PLC控制達到目的，存在電磁兼容性和絞車系統保護功能技術，可以在一定程度上監視動態換面、控制全程位置和速度；后者主要是利用串聯單元多電平高壓變頻控制系統，不但能夠保證系統的安全性和抗干擾能力，還可以在低壓控制電路和高壓主電路中進行通訊。

2.3 井下傳送帶中應用變頻技術

煤礦井下運輸的主要動力就是帶式運輸機，可以在距離相對較遠的工作點間進行運輸送料，保證可以分離物料運載裝置和驅動裝置，避免出現皮帶打滑、撒料等問題，確保可以連續可靠運輸煤炭，在井下傳送中應用變頻技術，可以達到軟啟動皮帶的目的，還可以確保能夠穩定運行和啟動設備，此外，應用變頻技術可以最大限度增加利用率，確保在運行過程中能夠具有90%以上的能源利用率，可以降低能源消耗，還可以及時在煤礦機電設備中輸送多余負力，降低運行消耗的熱力。

2.4 煤礦通風機種應用變頻技術

煤礦通風機包括兩部分，局部通風機和主風機，一般把在地面上安裝主風機，基本上都是抽出式，會存在井風井和會風井，并且會在井下出現全負壓系統。在井下安裝局部通風機，大多數都是壓入式，基本上都是應用在巷道掘進中。煤礦通風機的基本作用實際上就是排出以及稀釋有害氣體，并且保證井下具備新鮮風流，達到降溫的目的。隨著不斷進行挖掘和開采，即便沒有改變風量，也會不斷提高對于井下風壓的需求，從而會增加風機的實際運行功率。在風機中應用變頻節能技術以后，可以依據實際巷道需求來合理調節，保證可以最大程度節約能源，合理更改以往風機滿負荷工作情況，在改造風機以后，出現的軟啟動功能不僅可以隨時停止，還不會沖擊電網。

2.5 水泵中應用變頻技術

在生產煤炭的過程中，水流量是依據實際情況進行的，一般情況下，會在變工況的時候運行，利用機械對閥門的實際開度合理調節，達到水泵運行的目的。經過長時間的運行，會不斷降低水泵運行效率，縮短設備使用期限。在水泵設備中合理應用變頻技術，主要就是利用變頻器和PLC控制器，在設備中安置PLC控制器，可以在一定程度上提高變頻器的智能化和靈活性，確保可以高效、安全的生產運行。變頻器可以靈活控制水泵的啟停，可以降低因為頻繁起停和空轉過程中的能量消耗，確保在恒定井下液位的時候，還可以最大限度降低設備損耗。

3 結 語

總而言之，在煤礦機電設備中應用變頻節能技術變得更加廣泛，不僅能夠合理的控制設備運行速度，還可以有效降低磨損機械的程度，可以利用變頻節能技術來解決生產過程的操作問題，以便于可以提高運行效率和整體性能，除此之外，在未來的發展過程中，變頻技術對于配置特殊設備、專業化設備以及達到網絡化控制變頻器的目的，保證可以充分發揮變頻技術的實際作用，為企業發展帶來最大化的經濟效益。

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