煤矿机电设备应用变频节能技术探析

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摘要：煤矿企业的发展关系到国民经济的发展。目前中国大量倡导节能减排，煤矿企业要提高运行效率，就要提高资源利用率，并促进安全生产，这就需要从煤矿企业的生产实际出发对机电设备进行技术性改造，以提高设备的科技含量，发挥其应用的功能。其中，变频节能技术是普遍应用的，而且节能效果良好。本文针对我国煤矿机电设备中应用变频节能技术进行探究。

关键词：煤矿机电设备；变频节能技术；应用

我国拥有丰富的煤炭资源。煤炭企业作为基础能源单位，对推动国民经济的发展起到了重要的作用。多年来的粗放型煤矿开采方式，使煤炭资源大量地被挖掘出来的同时，也造成了资源浪费，而且在煤炭生产中还存在安全问题，使煤炭生产成本高、能耗高、效率低。在煤炭生产中采用变频节能技术，可以确保煤矿机电设备的各项性能良好，使其应用的功能都得以充分发挥，使煤炭生产不仅安全节能，而且对机械设备还能够发挥作用调节作用。

一、煤矿机电设备变频节能技术的运行原理

变频节能技术应用于煤矿企业，为煤矿企业的节能降耗做出了贡献。与交流电有所不同，变频节能技术是通过变频调节速度，将交流电流原有的恒定频率转变为可以动态可变的资源。首先，功率器经过技术更替之后，发展为IPM智能功率模块，由此增大了变频的功率。基于此，压频比的技术控制方式发生改变，包括矢量控制、转矩控制都发生了改变。其次，随着控制技术的创新，模糊自优化控制技术以及人工神经网络控制技术应运而生，变频技术集成化，使得数字信息处理的单一化向集成化发展，形成了专用的集成电路，在变频技术的支持下，包括数字信号处理器、精简指令集计算机等都得到综合应用，不仅可以发挥调速功能，而且对程序参数、通信功能都具有辨识能力。

二、煤炭机电设备中变频节能技术的应用

变频节能技术从研发到应用经历了较长的一段时间，实现了煤矿机电设备的技术改造，使得该设备的运行安全可靠、高效节能。目前煤炭企业的煤炭机电设备采用变频节能技术主要体现在以下几个方面。

（一）煤炭企业的采煤机对变频节能技术的应有

煤炭企业的采煤机应用变频节能技术，即为采煤机变频调速系统。该系统在煤炭企业应用，已经适应煤炭企业的生产环境，从交流变频电牵引“一拖二”控制发展为“一拖一”控制。我国的采煤技术中，交流变颈调速已经达到了先进的水平，特别是能量回馈型四象限运行变频器，不仅变频效率高，而且实现了恒定转矩调速。煤炭企业的采煤机在电牵引的作用下，行走功率可以达到220kW，变频器的电压大约为380V，可以进行恒定功率调速。从变频器的运转情况来看，主变频器和辅变频器之间，以及转矩平衡等都能够保持稳定运行。如果工作面比较大，就可以对制动力矩进行调节，牵引速度保持恒定。机器不会产生滑车的现象。从应用情况来看，不仅设计结构简单，而且能够根据工作需要灵活控制，操作上非常方便，而且调节速度的过程中机器仍然会处于良好的运转状态。

（二）煤炭企业的提升机对变频节能技术的应用

煤炭企业的煤矿生产中，提升机是需要高度重视的机电设备，直接关系到煤矿生产是否能够顺利展开，也关系到工作人员的健康安全。提升机运行中使用变频节能技术，就是用交流四象限变频器对提升机的运行速度进行调整。通常提升机所选用变频调速系统时，还会配合安装防爆设备，实现了变频器的信息化控制，包括输入接口、输出接口等等，都应用信息技术进行远程操作，可以降低工作人员的工作量，而且物料输送效率更高。

（三）煤炭企业的皮带输送机对变频节能技术的应用

变频节能技术应用于皮带输送机所发挥的作用与提升机的工作原理基本一致，是在皮带输送机运行的过程中，将物料从井下向地面输送，就必然会产生牵引作用。这种牵引是在摩擦力的带动下完成的，张力产生变形，在支撑辊轮上带动物体运动，将煤炭输送到制定的地点。如果在启动皮带机的时候，采用液力耦合器，很容易导致皮带过早老化或者发生断裂，严重影响皮带输送机的运行效率。在电机启动的时候采用变频技能技术，随着电流的波动不断降低，机电内所产生的机械冲击以及因此引发的热量就会带动皮带机运转，使其发挥传送功能，由此功率平均以及功率同步的问题。

（四）煤炭企业的流体负荷设备对变频节能技术的应用

煤炭企业的流体负荷设备对变频节能技术的应用，主要是在应用变频调速技术对风机的运转速度和泵的运转速度进行调节。变频调速技术对风机运转速度的调节力度是非常大的。由于煤矿工作环境比较特助，在变频调速装置的设计上也会考虑到煤炭环境的特殊需要进行技术改造，以降低风机的运转速度。电机的输出功率达到了前导器关闭时风量以及风压的1/3。这种设计更符合矿井生产环境，平均每年可以节约大量的能源，电费也相应地降低。在煤矿要求的液用泵上安装变频调速装置，可以提高液用泵的灵活度，能够对工艺系统提高控制力度，保证产品质量。使用变频调速装置还可以对液用泵的运行速度有效调节，可以使液用泵空转的时间缩短，不必要频繁地启动、停止，可以节约锻炼的能源。设备的运行成本降低了，确保矿井安全生产。

结语

综上所述，煤矿企业作为基础能源单位，不仅能源消耗量大，而且企业的运行成本也比较高。采用了变频调速技术之后，系统实现软启动，减少了对电网的冲击，减轻了起动对风机叶片、电机的机械损伤；大幅度降低风机噪音和振动，改善职工工作环境；实现无人操作，降低了工人劳动强度，解决了能源，而且降低了能源消耗，达到了节能降耗的预期目标。随着科学技术的不断进步，煤矿机电设备中变频节能技术将日趋完善。因此，必须积极推广先进的交流变频调速技术，用先进的设备武装、改造煤矿等传统产业，促进工业自动化的进一步发展。

参考文献

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作者:李庚 单位:开滦集团公司设备管理中心