變頻節能技術在井下采煤系統中的應用

雷 惠

（山西焦煤集團嵐縣正利煤業有限公司 山西呂梁 033000）

引言

隨著我國工業的不斷發展前進，對煤礦的開采也加大了力度，然而，由于煤礦的特殊性，導致能源缺乏成為了我國發展過程中一個較嚴重的問題。在傳統煤礦開采工作中，工作效率較低，往往需要大量時間才能開采出少量煤礦，同時，在開采過程中還會造成能源浪費的問題。因此，為了提高煤礦開采效率，節約能源成本，增加工作人員的安全性，必須要改變傳統開采方式，應用變頻節能技術來開采煤礦。

1 變頻節能技術的概念

變頻節能技術在煤礦開采工作中應用時需要依靠機械設備作為媒介，其中最主要的一個設備叫做變頻器，它能將其他電壓頻率轉換成符合煤礦開采要求的電壓頻率，通過這種方式來達到節約能源的目的。變頻器的應用原理是改變半導體器具的功能和結構。變頻技術應用的最終目的是節能減排，同時，它的應用關鍵也是節能減排，而根據實際調查結果來看，如果能將變頻節能技術應用在恰當的地方和恰當的時間，它甚至可以讓煤礦開采工作所消耗的能源降低百分之四十左右，特別是在當變頻節能技術被用到風機這類機械設備中時能節約百分之五十的電力資源。除此之外，變頻節能技術還會被應用在要求調速的負載中，這時，它也能實現百分之四十的能源節省。變頻節能技術在負載中的應用主要是通過輕負載電壓的降低來實現的。

2 變頻節能技術的作用

變頻節能技術在實際工作中的作用主要體現在當它被應用到風機環境中時。一方面是因為變頻節能技術需要改變轉速來降低能源的消耗，這就導致在其他環境中所能降低的能源并不多。另一方面，當對風能的需求量降低時，風機的轉速也會降低，而在風機環境中，轉速與風能的消耗成正相關，風能損耗會隨著轉速的減少而有所降低，從而有明顯的節能效果。變頻節能技術在煤礦工程中的作用除了降低能源消耗外，還能在一定程度上提高施工過程中的安全性，減少工作人員施工中可能會遇到的問題，從而避免煤礦開采工作受到阻礙，這就意味著，變頻節能技術在提高了煤礦開采工作安全性的同時還提高了開采工作的效率，從而促進了整個煤礦企業的經濟發展。

3 變頻節能技術的發展

變頻節能技術的發展時間不是特別長，它的起始發展是從上個世紀六十年代開始的，一直到二十年后才逐漸發展成型，并且從這時起，它們越來越多的被應用到了各個國家的生產發展中去。在起始階段，變頻節能技術在大多數是在發達國家被應用，且僅僅被應用在工業生產中，但是，隨著它的不斷發展，越來越多國家和企業認識到了它的重要性，因此，進入二十一世紀以后，我國也在工業生產中加入了對變頻節能技術的應用。變頻節能技術在我國的應用還屬于發展階段，由于它在近幾年有飛速的發展，因此，我國的變頻節能技術已經得到了初步的完善。變頻節能技術在煤礦開采工作中的發展前景較大，這是由于我國的煤礦工程多，市場對煤礦產量的要求也比較大，因此，為了滿足社會對煤礦企業的要求和需求量，必須要將變頻節能技術的作用完全發揮出來。

4 變頻節能技術在井下采煤系統中的應用

4.1 在采煤機當中的應用

根據調查結果來看，大多數煤礦企業在進行煤礦開采工作時所使用到的機器都是雙滾筒采煤機。在長期發展完善的前提下，傳統采煤機器已經逐漸趨于完美了，當兩臺機器的功率都被設計為一點五千瓦時，想要變頻器能承擔它們的工作就必須要保證三千瓦，這是由于雙滾筒采煤機中的負載有兩個，且都是一點五千瓦，而“一拖一”電機則有所不同，它只有一個負載，因此，在選擇變頻器時，只需要選擇一點五千瓦的就可以了。除此以外，在變速器當中，輸出端的波被稱為PWM 波，這就意味著電纜與大地之間有一定的電容效應，尤其是當電纜附帶了屏蔽層時，電容效應將會最大化的被體現出來。在實際操作過程中，變頻器一般都屬于四象變頻器，這種變頻器有調速電牽引的作用，它不但能維持牽引速度不變，從而防止機械設備出現問題，還能提高操作的穩定性。

4.2 在皮帶運輸機當中的應用

皮帶運輸機對于煤礦開采工作而言最大的作用在于提高了煤礦工程的安全性，對煤礦工程中工作人員的人身安全起到了一個有效的保障。同時，皮帶運輸機的出現還解放了大量人工勞動力，讓工作人員能有更多的時間去進行更加復雜困難的工作，并且由于機器工作不需要經常休息，從而在一定程度上提高了工作效率。皮帶運輸機的啟動往往需要用到液壓耦合器，這種啟動方法最大的缺點在于需要大量能源消耗才能將機器啟動，除此之外，還會造成皮帶運輸機的磨損，當長期磨損導致皮帶運輸機斷裂時，也會造成資源的浪費。變頻節能技術在皮帶運輸機中的應用主要是通過降低啟動過程中的電流波來實現降低能源損耗的目的，這是由于電流波得到降低后，將會使慣性沖擊和機械熱能都減少，從而提高能源轉換。

4.3 在刮板運輸機中的應用

在傳統煤礦開采工作中，刮板運輸機的主要作用是將原煤和作業物料進行運送，而隨著技術的不斷發展完善，刮板運輸機的作用已經不再局限于此了。在當前階段，刮板運輸機還增加了一個非常重要的作用，它成為了采煤機的作業軌道，這就意味著刮板運輸機在煤礦開采工作中的作用越來越重要了，它已經逐漸成為了一個必不可少的機械設備。刮板運輸機的正常工作甚至影響到了整個煤礦開采工作的正啊運行。刮板運輸機在大體上可以分成兩個不同的類型，一個是固定式刮板運輸機，一個是移動式刮板運輸機，當它們被應用到煤礦開采工作中時，可以使運輸能力得到極大的提高，并且還能通過提高鏈條的運輸速度來提高整個運輸機的工作效率，但是，這就導致了刮板運輸機在使用過程中會消耗大量能源，因此，需要在刮板運輸機中應用變頻節能技術。

4.4 在通風設備中的應用

煤礦工程一般都位于通風較差的環境中，并且需要工作人員長期處于這個環境下，因此，通風設備在煤礦工程中占據著非常重要的作用。由于通風設備的作業時間長，所以通風設備往往需要花費大量能源來維持運轉，它在整個煤礦工程中都屬于高耗能都設備。為了降低通風設備的耗能，必須要在其中加入變頻節能技術，在當前階段，已經有越來越多的企業認識到了變頻節能技術的重要，并且將其加入到了通風設備中去，因此，大多數煤礦企業中的傳統通風設備都已經被取代了。加入變頻器后的通風設備擁有更高的靈活性，它改變了過去那種恒定運行的通風方式，而是變成了可以隨著工程實際情況而不斷改變的通風方式，它不但能對通風量進行有效的調節，還能減少對通風設備的磨損，將電功率進行有效的分配，從而實現節能的目的。

結語

綜上所述，變頻節能技術能通過以下幾個方面來促進煤礦企業的發展，首先，它能提高煤礦工程的安全性，從而對工作人員的人生安全提供一個有效保障。其次，它還能通過節約能源的方式來為企業節約資金成本，從而提高整個煤礦企業的經濟收益。最后，變頻節能技術還能降低對不可再生資源的損耗，從而達到保護環境的目的，實現煤礦開采工作的健康發展。