變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用研究

周生方 盛兆峰

摘 要：煤礦生產中應用的機電設備類型和數量都很多，為了提高生產效率，煤礦企業一般會使這些機電設備長期處于運行狀態。機電設備的運行需要電能提供動力，所以煤礦生產過程會消耗大量能源，這不符合能源可持續發展以及節能降耗原則。變頻節能技術與煤礦機電設備的結合恰巧能改善這一狀況，使機電設備能源消耗量減少。相關人員還要對這種技術的運行原理進行分析，以使其在設備中得到良好應用。

關鍵詞：變頻節能技術；煤礦機電設備；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.064

變頻節能技術需要依賴于相關的變頻器，該種裝置可以通過調速來達到節約目的，另外其還有很多優勢，相關人員在研究該技術時，可以對其進行深度挖掘。在將技術與設備結合時，相關人員還應從實際出發，根據耗電量，篩選出重點應用設備，即消耗電能最多的設備，在電能節約中，相關人員還要減少能源的浪費量。本文主要針對變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用進行研究。

1 變頻節能技術的運行原理

變頻節能技術是種集成度和綜合性比較高的技術，因為該技術中集成了多種信息技術和高科技，在技術作用下，變頻器應運而生。技術在裝置中應用時，會對電流的形式進行轉變，在轉變的過程中，電流頻率也會發生變化，而后者的變化，會使不同類型電流結合更好。變頻器中的半導體器件會使電流頻率改變，在改變過程中，并不會消耗能源，同時設備也會受到控制[1]。變頻器在利用過程中，會對電流進行轉變，轉變內容為直流電到交流電。交流電還會繼續轉化，雖然電流形式不會發生變化，但頻率會作出改變，該改變的過程屬于不可逆行為。煤礦機電系統中的各種電氣設備對交流電的頻率要求不同，不可逆轉換恰巧能滿足設備對不同電流的要求。該種技術在應用中，還會對相關的電路以及設備形成安全維護作用，設備運行中受到的干擾也會被有效屏蔽。

2 變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用

2.1 在采煤機中的應用

采煤機綜合性比較強，主要體現在系統組成以及技術組成等方面，這種錯綜復雜性也決定了其消耗電能比例較大性。若使采煤機更加現代化、機械化，相關人員還要將其與變頻節能技術結合起來。該種技術不僅會使采煤機的運行速度受到調控，使能源消耗量減至最低，還會促使采煤機運行安全系數提高，如此采煤機生產效率也會得到提高[2]。為了減少煤礦的生產成本，煤礦企業一般會從變頻器類型方面入手，選擇能減少采煤機能耗量和故障的能量回饋性四象限變頻器，結合了這種裝置的采煤機生產效率會更高。

2.2 在風機中的應用

風機主要應用在礦井中，為礦井內部進行通風換氣，礦井內部的作業完成程度不同，對風機的速度要求也不同，所以風機要時刻處于更新狀態，以使風機滿足速度、范圍以及精度等方面的要求。更新的風機在運行中也需要維修，頻繁維修會造成大量成本。基于此，相關人員有必要將變頻節能技術與風機結合起來，使風機更加節能有效。風機中的變頻技術是在原電機調速技術上集成其他信息技術和控制技術的綜合技術，所以其不僅能對風機運行效率形成控制作用，還會對能源消耗量進行控制，在該技術運用中，風機可以自行調速，不需要更換，所以維修成本也會降低。風機一直處于正常運行狀態，而不是頻繁開啟關閉，則開啟關閉消耗的巨大能量也會得到節約。另外風機在閉環控制中，也會有效減少能源消耗。

2.3 在帶式輸送機中的應用

帶式輸送機的驅動力一般為摩擦力，其在煤礦機電設備中，則以電動機為動力，以摩擦力為牽引力，該種裝置主要采用軟啟動方式，在該種方式中，工頻電流在拖動牽引中起著重要作用[3]。雖然會使物料正常運輸，但在運輸中，物料與輸送機皮帶的磨損以及皮帶與設備之間的磨損都會縮短該裝置的使用期限。嚴重情況下，皮帶不會保持完好無損狀態，甚至會發生斷裂。在選擇變頻節能技術后，變頻器會對電機啟動狀態下的電流量進行控制，使多余的電流能進入電網，避免產生副作用。如此設備也不會發生溫度飆升過高現象。變頻節能技術的節能主要體現在電機調速過程中，轉速會根據該裝置的負荷率變化而變化，直至處于經濟安全運行狀態。這會使設備磨損減輕。變頻節能技術的另一優勢為可以使設備實現軟啟動，如此設備便可以改善原來的啟動模式，以降低開啟消耗電流。變頻器在帶式輸送機中的應用，還可以對該裝置的電路起到保護作用，使其免于發生過流或短路等問題。

2.4 在提升機中的應用

提升機主要通過改變勢能，來使設備可以進行升降運動。將其與變頻技術結合在一起，主要對設備的速度進行調整控制，使作業人員以及物料上下運行安全得到保障。在提升機變頻技術應用方面，相關人員不僅使用了四象限變頻器，還對提升機本身進行了改善，使其具有防爆功能。在此基礎上，結合相關的信息控制技術，提升機運行過程受控力度會更大，提升機輸出和輸入過程的作用效果也會很顯著。

2.5 在主排水泵中的應用

主排水泵應用了變頻技術后，其運行速度得到調控，操作變得更加簡潔，在運行中，也不需要頻繁啟停，如此這兩種狀態下消耗的電量可以得到節約[4]。另外變頻技術還可以對主排水泵形成保護作用，使該種設備正常高效運行。

3 結語

采煤機、風機以及提升機等裝置是主要的能源消耗對象，相關人員要從其本身入手，對其運行方式將進行研究，對其中可引進變頻節能技術的點進行尋找，然后將變頻器安裝在相關位置處，使該種設備能源使用量和浪費量同時得到節約。在安裝變頻器后，相關人員要通過實驗，檢測能源消耗量，然后對其進行優化改善，使其最終的節能優勢得到顯著表現。

參考文獻：

[1]王鵬.探究變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用[J].煤，2018

，27（07）：83-84.

[2]史紅瑞.變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用[J].能源與節能，2018（05）：76-77.

[3]劉勇.變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用及發展[J].機械管理開發，2018，33（01）：136-137.

[4]張立文.變頻節能技術在煤礦機電設備的應用探析[J].中國設備工程，2017（24）：213-215.

作者簡介：周生方（1990-），男，山東嘉祥人，本科，助理工程師，研究方向：機械制造及其自動化。