煤矿机电设备应用变频节能技术研究袁金龙

煤矿机电设备应用变频节能技术研究袁金龙

袁金龙娄元柱

山东良庄矿业有限公司山东新泰271200

摘要：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。煤矿开采工作需要大量的能源以及资源对其进行支撑，因此我们需要借助先进的科学技术以及信息手段实现节能的目的，这对可持续发展目标的实现有积极作用。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。

关键词：煤矿机电设备；变频节能技术；应用

引言：重视煤矿机电设备变频节能技术应用探讨，有利于减少煤矿机电设备长期使用中的能源消耗量，优化设备工作性能的同时延长设备的使用寿命，逐渐降低机电设备维修成本，促进现代化煤矿企业的稳定发展。因此，需要加强对变频节能技术的深入理解，结合煤矿机电设备的结构特点，实现变频节能技术支持下煤矿机电设备高效工作，不断增强设备长期使用中的节能效果。

一、变频节能技术相关概述

1.1变频节能技术的定义

变频节能技术指的是通过半导体元件通断的作用改变电源电流的工作频率，进而达到降低能量消耗的目的。在变频节能技术中，变频器是其核心设备，主要组成部分有电源板、键盘、控制的面板及电极电容等。在电动机上安装变频器，在满足了输出的要求后，有效降低了能源消耗，实现了节能减排的目的。当电动机上没有安装变频器时，其电流频率没有办法改变，任意工作状态下，都会以额定电压开展工作，这样就很难满足不同工作状态下的能量要求，同时也造成了能量极大的浪费。

1.2变频节能技术的原理

变频节能技术的应用能够有效提高煤矿生产机电设备的性能，与传统的交流电相比，具有较大的差异性，主要原理是对交流电的固定频率进行转换，进而能够促使交流电成为可变性资源，最大程度上提高交流电的利用效率。随着科学技术的快速发展，科技人员研发出更加智能化的功率模块IPM，提高了变频功率。变频节能技术打破了传统的控制理论，主要应用的控制方式就是压频比控制方式，其工作原理就是矢量控制方法，可以实现直接转矩控制，扩大了变频节能技术的实际生产范围。随着信息技术和网络技术的快速发展，逐渐研发出了人工神经网络、模糊自动化控制等高新控制方法，提高了变频技术的集成系统，并不局限于数字信息处理，逐渐发展为集成电路。变频技术不仅能够提高机电设备的速度，还能够实现参数的形成以及传输信息等工作，并且通过电力半导体器件的通断作用，实现将频率、电压不变的交流电转换为频率、电压可变的交流电控制设备。

1.3变频技术的优势

煤矿企业设备中使用的变频技术与传统技术相比具有更好的可靠性，变频技术的功率精准度高，应用于实际操作中变频器与电机运行的实际符合相结合，实现对电机的控制，确保电流低于额定电流，达到提升电机效率的目的，这样可以大大降低电机的运转转速，减少对电机的损耗，提高使用寿命和效率；其次是变频技术的操作简单方便，依靠科技的进步，变频技术在开关环方面实现自动化，精准的自动化手段提高机电设备的使用率。

二、变频技术在煤矿机电设备中的应用

2.1变频技术在采煤机中的应用

在煤矿生产中，主要以机械化生产方式为主，这就需要对采煤机的大量应用，可见采煤机已经成为现代煤矿生产中重要的生产设备，因此，采煤机的性能、作业水平以及系统的稳定对煤矿生产效率有一定的影响，一旦采煤机出现故障就会影响煤矿正常生产，造成经济损失。而造成采煤机发生故障的原因有很多，其中作为明显的，并且比例较高的就是采煤机内部结构的性能发生变化，功能发挥受到影响，甚至出现体制运行的现象，并且内部结构性能故障问题其维修难度也非常大，不仅耽误采煤机正常作业效率，还会增加维修费用的投入。自从变频技术的诞生与应用，在采煤机中，加强对变频技术的应用，开始实施变频调速系统，使得采煤机性能得到改善，实现采煤机系统结构可自动化控制，提高采煤机运行效率，减少损坏程度。延长采煤机使用寿命，变频技术在采煤机中得到广泛应用。

2.2变频技术在提升机方面的应用

煤矿中的提升机设备是煤矿开采人员在采煤过程中需要通过提升机到达工作地点，同时对材料和开采工具进行运输，是井下作业必不可少的设备，提升机在实际操作中停止和运行的较为频繁，提升机的运行速度与电机转速有很大的关系，工作时能源消耗量较大，而传统的提升机设备在实际操作中受次数的限制，提升次数过多会造成对提升机的磨损，降低设备的使用率且安全性能交叉，因此为提高提升机的安全运行，操作人员将变频技术引用到提升机中，实现不同荷载之间的运转速度，降低提升机电阻，提高设备的使用寿命和工作效率。

2.6变频技术在输送系统中的应用

在采煤的过程中会涉及到很多的环节，如何确保采煤的效率一直是人们比较关心的一个问题。在众多环节中，运输是一个比较关键的环节，同时也是对采煤效率影响比较大的一个环节。以往，大都采用的是皮带机运输，该种运输方式具有较大的弊端，容易出现皮带磨损的情况。而变频技术的出现则能够有效避免这一情况的发生，它通过降低输送过程中所产生的电流频率产生的大幅波动来减少机电设备的机械冲击与设备的发热，能够在一定程度上保证输送系统的稳定性。与此同时，计算机技术与变频技术的结合使用也有助于设备自动化与智能化的实现。

2.7变频技术在通风机中的应用

在进行煤炭开采作业时，通风机设备的作用至关重要，在井下作业时通风系统需长期保持运转。随着井深增加，井下空气质量会越来越差，应用通风机可有效改善井下空气环境质量。传统额风机主要采用三相交流电固定转速，浪费电能，又容易出现机械故障。采用变频技术来针对风机转速实施控制措施可显著降低电能损耗，且还可达到电机软启动的效果，促使风机的使用寿命能得以延长。在利用变频技术进行改造处理后的风机其最小转速要显著小于改造之前，这不但能为企业节省下一大笔电费支出，同时还可促使风机可更符合矿井的实际工作状况。

2.8变频节能技术在煤矿补水泵中的应用

煤矿补水泵的正常工作，关系着煤矿生产效益最大化目标的实现。为了使补水泵能耗可以控制在合理的范围内，可通过变频节能技术的作用实现。补水泵工作中负载转矩与转速变化之间有着紧密的关系，运用变频器启动补水泵电机，可通过变频器内部的矢量转矩控制技术，优化补水泵启动性能，实现补水泵电机软启动，减少电机启动噪声的同时避免频繁工频启动影响补水泵正常工作，降低其能耗。

总结

综上所述，为了实现煤矿企业的可持续发展，相关部门及工作人员就需要采取积极的应对措施来预防煤矿机电事故的发生。因此，有效增强工作人员的安全意识，对机电设备进行合理的使用，同时加强机电部门的管理力度，提升工作人员的综合素质就具有一定的现实意义。在当今时代，一个企业发展的重要因素取决于技术水平的高低，而对于每一个煤炭企业而言，合理应用变频技术，具有相当重要的作用。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：

[1]张倩.煤矿机电设备中变频节能技术的应用研究[J].设备管理与维修

[2]赵春丽.煤矿机电设备中变频节能技术的应用研究[J].大科技，

[3]胡国梁.煤矿机电设备中变频节能技术的应用研究[J].南方农机[4]周生方，盛兆峰.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用研究[J].山东工业技术

[5]段林朋，黄书东，石志永，等.煤矿机电设备中变频节能技术应用实践研究[J].中国科技投资