煤礦機電設備中變頻節能技術應用分析

蔡卓華

摘 要：煤礦開采過程中機電設備數量較多、功能性廣泛，為提高機電設備性能采用變頻節能技術具有重要意義。文章通過對變頻技術工作原理進行分析，探討該技術在煤礦機電設備中的應用。

關鍵詞：煤礦機電;機電設備;變頻節能;節能技術

引言

在煤礦資源需求在不斷增加背景下，對煤礦開采的效率和質量也需要不斷提升，同時也要注意對煤礦開采成本降低，對企業競爭力提升。在實際挖掘煤礦時，對變頻技術進行有效的應用有重要的作用和意義。在實際的挖掘煤礦時，相關的工作人員要注意對存在問題的部分采取有效的措施。

1 變頻技術的工作原理

變頻技術顧名思義，就是通過一定技術使得機器在工作時，可以根據工作環境以及機器工作強度等影響因素，適當自動調節機器的運行狀況及其耗能情況。由此可見，變頻技術主要包括兩類的主要功能——變頻和節能。以上兩項主要功能也是帶動變頻技術在現代工業生活中具有廣泛應用的主要動力。從變頻的功能來看，在煤礦開采行業中，由于工作環境比較復雜，因此在使用機器時往往會根據開采地形以及礦井等對機器進行控制，甚至經常會緊急制動。這樣的操作不僅影響工作人員的工作進度，而且長期進行此類操作，對機器的損傷極大。將變頻技術應用到煤礦機電設備中，可以更加靈活簡便地對機器設備進行工作調整，這樣不僅不會影響機器的正常使用，還能有效提升工作人員的工作效率。從節能功能的角度來看，開采煤礦中使用的各種機器在使用變頻技術前，其調節方式是僅將機器工作中斷調節工作狀態，這樣只能簡單地調節機器的工作輸出量，卻不能相應的節省電能的使用情況。因此，這會造成大量的電能損耗，導致資金成本浪費。應用變頻技術后，可以通過變頻技術自動調節電能的輸出量，從而改變機器的工作狀態，這樣可以切斷電能浪費的根本，有效提升電能使用率。變頻技術的主要工作原理是通過線路中交直流電的更換實現電流頻率的變化，但是，變頻技術中的電流頻率變化并不會引發電能的變化。在機器工作過程中，電流頻率的變化以及交直流電的相互轉化會極大地減少電能的浪費，將變化的電流輸送到機器中以支撐機器工作，可以有效節省機器工作中浪費的但能，實現節能效果。

2 煤礦機電設備中變頻節能技術應用

2.1在皮帶傳輸機上的應用

皮帶傳輸機是在煤炭生產過程中的重要組成部分，重要作用是對井下煤炭起到傳輸運輸的作用。在傳統的皮帶傳輸機應用中，皮帶機使用液力耦合器實現軟啟動模式。但在長時間使用后容易產生皮帶老化、斷裂的呢過問題。在皮帶傳輸機運轉過程中，會受到煤炭向下的重力、皮帶之間的摩擦力和垂直皮帶的彈力，在眾多力相互作用下將井下煤炭向上是運輸。隨著皮帶傳輸機械設備的更新換代，變頻技術引入到皮帶傳輸機上，使電機運轉后電流得到很好的控制不斷減少電流的波動，有效穩定皮帶傳輸機的性能。讓運輸功率更為平均，有效解決機電內沖擊和機械發熱的情況，提升皮帶傳輸機傳遞工作的平穩、安全開展。

2.2在通風機中的運用

由于煤礦開采環境較為惡劣，發生故障的幾率較大，通風機成為了煤礦安全生產中必不可少的基礎設備。煤礦生產過程當中，必須要保證礦井下處于良好的通風狀態，才能保證采礦人員的健康與安全。通風需要大量的電能做支撐，隨著煤礦開采量的日益增加，開采人員必須要到礦井更深的地方進行開采任務，這就增加了礦井下通風的難度。通風機起動電流必須不斷增大，通風機功率不斷增加，通風機設備耗能越來越高。但是在通風機中應用變頻技術則能夠進行軟啟動，根據礦井的具體通風量來設置電動機的運行頻率，不但能夠滿足礦井實際通風需要，還滿足了通風機的功率需要，同時降低電能消耗，增加通風機的使用年限。

2.3在采煤機中的應用

采煤機是煤礦開采工作中必須使用的重要機器之一，開采人員使用的開采工具，因此采煤機通常需要最惡劣的工作環境下工作。由于礦井中的照明條件以及通風狀況不夠良好，因此在采煤機工作時容易出現機器受潮等故障，嚴重時還會由于導線的漏電造成火災爆炸等，這樣的故障嚴重威脅著一線開采人員的生命安全。為解決這樣的事故，減少采煤機發生故障的概率，有效保障礦井匯總煤礦開采人員的生命安全和財產安全，要將變頻技術應用到采煤機中。與傳統采煤機相比，同一時間內變頻采煤機能夠挖掘更多煤礦，其開采質量也得到很大程度的提升。另外，變頻技術下的采煤機，減少了由于電流控制不當造成的安全事故以及機器故障，能保障人們的生命安全，減少維修機器使用的資金成本。

2.4在空氣壓縮機上的應用

煤礦中會使用一部分風動機電設備，空氣壓縮機便是為風動機電設備提供動力，可見空氣壓縮機在煤礦生產中有著不可替代的作用，空氣壓縮機的性能直接決定了風動設備的性能。空氣壓縮機的常規控制方式為兩點模式，當空氣壓縮機的氣缸壓力接近設定壓力時，空氣壓縮機的氣閥便會關閉，此時不產生壓縮空氣，對應電動機工況為空載狀態。當氣缸壓力低于設定壓力時，情況則剛好相反。此種控制模式存在一定的問題，進氣量和產氣量很難控制，進而導致其出現頻繁的加載、卸載問題，存在著損壞電網的風險。在空氣壓縮機中應用變頻技術，便可以控制空氣壓縮機的轉速，控制進氣量和出氣量，解決頻繁出現的加載、卸載問題，提高壓縮機的使用性能，延長使用壽命。

2.5在提升機上的應用

提升機是對井下廢料、礦石及開采設備的提升和運輸。由于井下系統的地質、地形復雜。及工作運行速度的加快，提升機在運輸不同物件時隨著傳輸要求電機轉動采取相應的轉速。因此，為了保障提升機的電機轉動平穩、可靠運行，變頻節能技術實現交流電傳動系統在提升系統要求下按照一定速度調節，通過PLC控制系統對高壓變頻調速系統實現控制功能。使提升機對于位置和速度得以精準控制，保障運送系統不受外界干擾平穩安全提升。

結語

綜上所述，作為一種新型技術，變頻技術在現代煤礦機電工程中發揮著獨特的作用，能夠避免資源浪費，實現節能的目標，且與不同機械設備應用都具有一定的優勢，應用的范圍也定將越來越寬。在變頻技術發展的基礎下，促進煤礦開采的健康發展。

參考文獻

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[2]姚紅華.變頻技術在我國煤礦機電設備中的應用[J].中國石油和化工標準與質量，2019，39（12）：106+108.