煤礦機電設備中變頻節能技術的應用探究

摘 ?要：基于現階段我國煤礦事業與科學技術的迅猛發展，應用于煤礦開采中的技術手段不斷增多。作為煤礦資源開采作業中的核心組成，煤礦機電設備通過對變頻節能技術的有效應用，可以在提升煤礦開采效率的同時，保障煤礦機電設備的穩定運行?；诖耍疚尼槍γ旱V機電設備中變頻節能技術的應用進行分析研究。

關鍵詞：煤礦;變頻節能技術;機電設備;應用

中圖分類號：X752 ?文獻標識碼：A ???文章編號：2096-6903（2019）07-0000-00

我國作為煤礦大國，擁有著豐富的煤礦資源，當前煤礦產業已然成為支柱型經濟產業。但是現階段在我國煤礦開采事業發展過程中，受多種因素影響，使得當前煤礦開采效率相對較低，且存在耗能嚴重等現象。此外，部分中小型煤礦企業受技術、經濟等條件限制，使得煤礦開采技術相對滯后，煤礦開采效果無法達到預期要求。在此背景下，通過應用變頻節能技術，可以進一步提升煤礦資源開采效率，為煤礦生產作業提供安全保障。因此，進行變頻節能技術的深入探析具有至關重要的作用。

1變頻節能技術應用現狀及其發展

在變頻技術發展初期，因技術尚未發展成熟，因此并未應用于煤礦行業中，隨著該技術的愈發完善與優化，逐漸被應用于煤礦資源開采中?，F階段在煤礦資源開采過程中，采煤機、提升機、輸送機、空壓機等設備都涉及變頻節能技術。研究發現通過對機械設備進行改造升級，有利于煤礦機械設備運行效率的提升，且能有效降低設備耗能，使設備磨損情況出現的概率大大減少，為煤礦企業帶來具大的經濟效益。由此可知，依托于變頻節能技術，使得煤礦機械設備性能得到顯著提升。與傳統技術相比，變頻節能技術可以將設備的固定頻率轉變為變動資源，實現機電設備最大化利用，其具體表現為：（1）變頻功率的增大得益于智能功率模塊IPM的應用，而IPM模塊的構建是基于GTR、IGTB。（2）基于對轉矩控制、矢量控制，變頻節能技術的應用范圍通過改進壓頻比得到不斷增大，并促進控制理論的發展。（3）該技術的應用實現對人工神經網絡、模糊自優化控制技術的革新，提升信息處理技術的集成性。促使以往設備單片機轉變為精簡指令計算機、專用集成電路、數字信號處理器。（4）現階段煤礦機電設備通過應用該技術，實現對調速功能的提升，使其具備通信、程序編程等功能。

2變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用

現階段煤礦開采期間應用變頻節能技術的機電設備包括采煤機、提升機、輸送機以及負荷設備等，在提升機電設備運行效率的同時，還能夠保障整個生產作業過程的安全性，以下為機電設備應用變頻節能技術的具體體現。

2.1提升機中變頻節能技術的應用

在以往煤礦開采作業中，為達到控制提升機傳送速度的目的，通常會將設備中金屬電阻與電動機轉子電路進行連接，以此達到速度控制的目的，但是在具體應用過程中，此方式的應用不僅存在安全隱患，還造成較大耗能。通過應用變頻節能技術，在有效控制提升機速度的同時，還能規避上述問題的出現，在具體機電設備應用過程中，通過設置交流四象限變頻調速系統與變頻防爆提升機系統，同時結合計算機控制技術的應用，實現提升機信息化控制目的，并且能夠拓展提升機的遠程控制功能，在提高提升機運行效率的同時，大幅度降低電能消耗，為提升機的穩定運行提供保障。

2.2采煤機中變頻技術的應用

現階段，在煤礦開采事業發展過程中應用變頻節能技術，促使采煤機的變頻調速系統得到有效的升級與優化，利用“一拖一”系統取代以往的“一拖二”系統，促使采煤機更為穩定和安全的運行。不同國家、廠家所生產的采煤機在設備功率等方面存在一定差異。國產采煤機一般最大運行功率為2×100kw，電壓為380v，該采煤機變頻器之間的恒定功率調速、主從控制以及轉矩平衡主要依托于恒定轉矩調速及額定轉速。在具體煤礦開采作業過程中，為解決工作面傾角相對較大的問題，采煤機設備可以基于對變頻節能技術的應用，安裝四象限變頻器，并通電牽引的方式進行大范圍的制動力矩控制，避免在作業期間出現下滑跑車的現象?？傊?，將變頻節能技術應用于采煤機，可以提升機電設備的控制靈活性、有效性，同時促進設備結構的優化。

2.3皮帶輸送機中變頻節能技術的應用

在皮帶輸送機中應用變頻節能技術，其原理與提升機應用該技術的原理相同。在具體煤礦作業期間，皮帶輸送機主要職能為向井下輸送煤炭，因此設備在運行期間會受到向下的重力影響。設備垂直皮帶因具備彈力性能，且與皮帶所具備的張力性能相同，但方向相反，因此皮帶可以被輥輪帶動;皮帶所具備的摩擦力，與皮帶運行速度相同，因此運輸機在運行期間煤炭不出現滑落現象，能夠實現高效率運行目的。以往皮帶輸送機的機電設備的軟啟動主要依托于液力耦合器，但是隨著運行時間的延長，該啟動方式會不斷出現斷裂和老化現象，這不僅影響運輸機的工作效率，甚至會導致安全隱患的產生。而通過對變頻節能技術的應用，可以有效降低運輸機運行期間出現機械發熱、機械沖擊等現象的發生幾率，提升機電設備啟動的穩定性，確保皮帶運輸機最大化發揮自身的運輸功能。

2.4流體負荷設備中變頻節能技術的應用

現階段常用于煤礦作業開采中的流體負荷設備包括泵機、風機等，這也是變頻節能技術應用的主要機電設備。目前應用于煤礦開采事業中的風機設備多為變頻調速，因為變頻技術所具備的優勢較為明顯。在同開采作業環境下，變頻技術改進風機與未改進風機相比，在風機最低轉速方面未改進風險明顯高于改進風機，所以利用變頻節能技術改進風機，可以幫助企業有效控制電能消耗，降低企業電費支出，同時提升風機設備的適應性，因此在不同煤礦開采作業環境中都能得到有效應用。針對泵機的應用，通過變頻節能技術改進的泵機也較為常見，大幅度降低泵機在運行期間出現的機械沖擊，提升泵機系統控制靈活性，進而實現對泵機運行壽命的延長。此外，泵機經變頻節能技術改進后，在泵機控制方面得到有效優化，尤其是在加減速、平滑啟停等方面的控制效果得到顯著提升。泵機運行期間出現多余的能源消耗與設備磨損。并促使煤礦井下液位始終保持在恒定狀態，在提升煤礦井下作業安全性的同時，提高資源開采效率。

3變頻節能技術的應用前景

現階段煤礦開采作業，因變頻節能技術的合理應用，促使煤礦資源開采的安全性與效率性得到大幅提升，所以煤礦機電設備應用變頻節能技術儼然成為煤炭行業的必然發展趨勢。而我國社會建設對煤炭資源需求的不斷增大，意味著我國煤炭行業會保持長久發展的態勢，所以變頻節能技術的應用具備良好的發展前景。因此側重對變頻節能技術的不斷研發與創新，以期在更多機電設備中進行變頻節能技術的有效應用，進一步推動我國煤礦事業發展。

4結語

綜上所述，煤礦機電設備中合理、科學的應用變頻節能技術，可以在提升設備運行效率安全的同時，為煤礦企業創造更大經濟效益提供助力。隨著我國煤礦事業的發展，應用于煤礦開采的機電設備種類與數量會愈發增多。鑒于此，需側重對變頻技術的創新研究，以期為煤礦機電設備的穩定、高效運行提供保障。

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收稿日期：2019-07-22

作者簡介：蔡揚（1988—），男，蒙古族，寧夏靈武人，本科，助理工程師，研究方向：煤礦機電。

Research on Application of Frequency Conversion Energy Saving Technology in Coal Mine Mechanical and Electrical Equipment

CAI Yang

（National Energy Group Ningxia Coal Industry Co.， Ltd. Lingxin Coal Mine Comprehensive Mining Team 1， Yinchuan ?Ningxia??750000）

Abstract： Based on the rapid development of China's coal mining industry and science and technology at this stage， the technical means used in coal mining continue to increase. As the core component of coal mine resource mining operations， through the effective application of frequency conversion energy-saving technology， coal mine mechanical and electrical equipment can improve the mining efficiency of coal mines while ensuring the stable operation of coal mine mechanical and electrical equipment. Based on this， this article analyzes and studies the application of frequency conversion energy saving technology in coal mine electromechanical equipment.

Keywords：coal mine; frequency conversion energy saving technology; electromechanical equipment; application