煤矿机电设备变频节能技术的应用研究

煤矿机电设备变频节能技术的应用研究

管超1   殷随林2

河南能源鹤煤六矿  河南省  鹤壁市 458000

摘要：近年来，受我国社会经济水平不断提升的影响，带动了各行业的发展进步。目前，煤矿机电设备的安装质量对于煤矿工业自动化生产具有重要作用和影响。煤矿企业作为能源消耗大户，其生产过程需要使用大量的大功率机电设备。实现煤矿的节能降耗，重点在于降低这些大功率机电设备的能耗。变频技术是目前广泛采用的节能技术之一。通过对变频节能技术的应用，煤矿企业可以在节约能源的同时提升生产效率，为可持续发展做出积极贡献。

关键词：煤矿机电设备；变频节能技术；应用

引言

在煤矿生产过程中，机电设备的高效率和能源节约成为优化生产、降低成本的关键因素。变频节能技术作为一种先进的电力控制技术，通过改变电机运行的频率和电压，不仅可以实现对电机速度的精确控制，还可以有效降低能耗，提升设备运行效率。

1变频技术的应用优势

1.1节能效果显著

变频技术可以根据实际负载需求来调节电机的转速，避免了传统定速运行时的能量浪费。通过对电机进行变频控制，可以使电机在低负载时以较低的转速运行，从而降低能耗。

1.2有利于促进煤矿机电设备的节能降耗

在煤矿机电设备运行过程中，常规的开停控制模式会导致电机在启动和停止时产生巨大能耗波动，变频节能技术可以平滑这些波动，避免高峰电流产生，减少电能浪费。同时，变频节能技术能精准控制电机输出功率，避免在低负荷时过度消耗能源，降低整体能耗。变频技术在调节电机运行过程中，可以减少电机磨损和损耗，延长设备使用寿命。同时，变频节能技术延长设备寿命意味着降低设备整体能耗，频繁更换或维修设备会带来额外的能源和资源消耗。在环保要求日益严格的当下，变频节能技术有助于减少设备运行过程中的碳排放，符合绿色、环保发展趋势。变频节能技术在煤矿机电设备中的应用不仅可以提高设备能效，还能够减少整体能源消耗，符合节能降耗发展需求。

1.3提升煤矿经济效益

将变频控制技术应用于煤矿机电设备中，能够有效提升煤矿生产的经济效益。应用变频控制技术能够实现机电设备的灵活启停，相比过去，其在机电设备启动与调速方面更加具有优势。除此之外，应用变频控制技术还能够使煤矿机电设备在停止工作时，自动停止或进入休眠状态，进而大量节约能源，使煤矿生产经营成本下降，有利于煤矿生产效率的提升，以及煤矿经济效益的增长。

2煤矿机电设备中变频技术的应用

2.1采煤机的节能改造

在煤矿的采掘过程中，采煤机扮演着至关重要的角色。为了实现能源的高效利用，变频技术已被用于切割装置、装载系统和行走装置等多个领域。针对不同的工作面，需要根据切割装置的不同分配相应的功率，以确保其正常运行。当工作面较大时，运用最大功率进行切割采煤，可快速将位于该区域下的煤矿资源输送至装载系统内，实现高效的资源利用。当工作面较小时，则需要根据实际情况来确定最佳的电动机转速，以避免电能浪费。因此，针对不同的工作面选择合适的工作模式以及参数配置，对整体工作效率有显著的提升效果。

变频技术在装载系统中的应用，可以通过智能调整运行功率，以适应不同的采煤量，实现装载速度和采煤速度的完美配合，达到高效节能。就行走装置而言，由于采煤和行走时所受到的牵引力存在差异，需要进行相应的调整，以最大限度控制电能的消耗，从而保证拥有充足的牵引力。

2.2风机中的技术应用

风机在煤矿中广泛应用于通风系统，用于保证矿井内空气的流通和矿工的安全。传统风机在运行过程中存在功耗大、调速范围有限和运行不稳定等问题。通过应用变频技术，可以改善风机的运行情况并实现更高效的通风系统。1）调速范围扩大：通过采用变频器来驱动风机的电动机，可以实现广范围的调速。传统风机通常采用定速驱动，无法满足不同通风需求的变化，调节风量非常麻烦，只能停机调整，给生产带来非常大的被动因素。而变频技术使风机能够根据实际通风需求自动调整电机转速，以达到最佳通风效果。这不仅能提高通风系统的灵活性，还能降低能耗和运行成本。2）调速精度提高：风机在通风系统中往往需要根据不同工况调整转速，以实现精确控制气流量。传统风机调速精度有限，角度控制不准确，往往风量调整都按区间调整，不能精准控制。而变频技术能够精确控制电机的转速，从而提高风机的调速精度，线性调整，运行顺畅，非停机即可实现准确调整，确保通风系统能够满足煤矿安全和生产需求。3）平稳启停：传统风机在启动和关闭时常常会产生较大的冲击和应力，对设备和电网都造成影响。利用变频技术，可以实现平稳启动和关闭，减少启动冲击和振动，延长设备寿命，同时降低对电网的影响。

2.3在流体负荷设备的应用

煤矿中的流体负荷设备，如水泵和风机，运行效率直接关联到矿井的能源消耗水平。传统的流体负荷设备多采用定速运行模式，会在不同工况下导致能源浪费，而变频节能技术通过对电机速度的精确控制，使设备能根据工作需求调整运行状态，达到节能降耗的目的。在水泵应用中，变频器可以根据管网系统的流量需求，调节泵的转速，实现对流量和压力的精确控制。这种调节不仅可以减少能耗，还能降低管网系统的压力波动和水锤效应，延长管网及泵的使用寿命。对于矿井通风系统中的风机，变频节能技术同样能够根据井下通风需求，动态调整风机运行速度。这不仅可以确保矿井有效通风，还能够大幅降低电能消耗。变频节能技术在流体负荷设备中的应用，具有优化设备启动过程的作用，传统的直接启动方式在启动瞬间会产生较大电流冲击，这对电网和设备是一种挑战。而变频启动可以平滑这一过程，减少电网负担，降低设备的机械磨损。变频节能技术通过优化和智能控制流体负荷设备的运行模式，不仅实现了节能降耗，还提高了设备的可靠性和使用寿命，对煤矿的长期、可持续发展具有重要意义。

2.4矿井提升机中的应用

提升机是连接井上与井下的重要机电设备，在煤矿生产中主要起到运输工作人员、物料等作用。为满足生产需要，提升机在煤矿生产中需要频繁启动、停止与调速，这对其性能有着较高要求。传统提升机控制方式主要采用转子串电阻的方法，通过分档方式调节速度。这种操作方式虽然简单，但是在实际应用中存在一些问题。具体而言，传统操作方式存在电能浪费的缺陷。原因在于，当小号电阻较多时，机器会出现散热不良，导致消耗大量电能而电能实际上并没有被有效利用。同时，使用分档调速的方式，会引起机械式开关故障而导致调速失控，造成设备故障或安全事故发生。为解决上述问题，可通过应用变频控制技术实现对提升机转速的精确控制。变频控制技术在速度调节功能上，能够实现无级调速，使提升机的启动、停止与调速更为灵活与精准，能够结合实际需求，实时进行动态化调整。与此同时，应用变频控制技术可以有效节约电能消耗，避免传统调速方式中由于电阻缘故导致的能量浪费，提升煤矿生产的环保性。

结束语

综上所述，变频节能技术不仅有效降低了能耗、优化了能源利用，还显著提高了设备运行稳定性和可靠性。在煤矿这一高能耗领域，变频节能技术有望成为推动煤矿企业走向绿色、高效和可持续发展的关键因素。随着技术不断进步和创新，变频节能技术将在更广泛的领域展现潜力，煤矿应加强对变频技术的研究与应用，不断优化设备管理和维护策略，实现更高的经济效益和安全水平，为煤矿行业发展贡献力量。

参考文献

［1］韩少勇．变频控制技术在煤矿机电设备中的应用［J］．化工管理，2021(10):119－120．

［2］崔瑾．变频控制技术在煤矿机电设备中的应用［J］．陕西煤炭，2020，39(03):187－189．