煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用探究

摘 ?要：基于現(xiàn)階段我國煤礦事業(yè)與科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，應(yīng)用于煤礦開采中的技術(shù)手段不斷增多。作為煤礦資源開采作業(yè)中的核心組成，煤礦機(jī)電設(shè)備通過對變頻節(jié)能技術(shù)的有效應(yīng)用，可以在提升煤礦開采效率的同時(shí)，保障煤礦機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。基于此，本文針對煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析研究。

關(guān)鍵詞：煤礦;變頻節(jié)能技術(shù);機(jī)電設(shè)備;應(yīng)用

中圖分類號：X752 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ???文章編號：2096-6903（2019）07-0000-00

我國作為煤礦大國，擁有著豐富的煤礦資源，當(dāng)前煤礦產(chǎn)業(yè)已然成為支柱型經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)。但是現(xiàn)階段在我國煤礦開采事業(yè)發(fā)展過程中，受多種因素影響，使得當(dāng)前煤礦開采效率相對較低，且存在耗能嚴(yán)重等現(xiàn)象。此外，部分中小型煤礦企業(yè)受技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等條件限制，使得煤礦開采技術(shù)相對滯后，煤礦開采效果無法達(dá)到預(yù)期要求。在此背景下，通過應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，可以進(jìn)一步提升煤礦資源開采效率，為煤礦生產(chǎn)作業(yè)提供安全保障。因此，進(jìn)行變頻節(jié)能技術(shù)的深入探析具有至關(guān)重要的作用。

1變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展

在變頻技術(shù)發(fā)展初期，因技術(shù)尚未發(fā)展成熟，因此并未應(yīng)用于煤礦行業(yè)中，隨著該技術(shù)的愈發(fā)完善與優(yōu)化，逐漸被應(yīng)用于煤礦資源開采中。現(xiàn)階段在煤礦資源開采過程中，采煤機(jī)、提升機(jī)、輸送機(jī)、空壓機(jī)等設(shè)備都涉及變頻節(jié)能技術(shù)。研究發(fā)現(xiàn)通過對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行改造升級，有利于煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行效率的提升，且能有效降低設(shè)備耗能，使設(shè)備磨損情況出現(xiàn)的概率大大減少，為煤礦企業(yè)帶來具大的經(jīng)濟(jì)效益。由此可知，依托于變頻節(jié)能技術(shù)，使得煤礦機(jī)械設(shè)備性能得到顯著提升。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，變頻節(jié)能技術(shù)可以將設(shè)備的固定頻率轉(zhuǎn)變?yōu)樽儎?dòng)資源，實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備最大化利用，其具體表現(xiàn)為：（1）變頻功率的增大得益于智能功率模塊IPM的應(yīng)用，而IPM模塊的構(gòu)建是基于GTR、IGTB。（2）基于對轉(zhuǎn)矩控制、矢量控制，變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用范圍通過改進(jìn)壓頻比得到不斷增大，并促進(jìn)控制理論的發(fā)展。（3）該技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊自優(yōu)化控制技術(shù)的革新，提升信息處理技術(shù)的集成性。促使以往設(shè)備單片機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榫喼噶钣?jì)算機(jī)、專用集成電路、數(shù)字信號處理器。（4）現(xiàn)階段煤礦機(jī)電設(shè)備通過應(yīng)用該技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對調(diào)速功能的提升，使其具備通信、程序編程等功能。

2變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

現(xiàn)階段煤礦開采期間應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)的機(jī)電設(shè)備包括采煤機(jī)、提升機(jī)、輸送機(jī)以及負(fù)荷設(shè)備等，在提升機(jī)電設(shè)備運(yùn)行效率的同時(shí)，還能夠保障整個(gè)生產(chǎn)作業(yè)過程的安全性，以下為機(jī)電設(shè)備應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)的具體體現(xiàn)。

2.1提升機(jī)中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

在以往煤礦開采作業(yè)中，為達(dá)到控制提升機(jī)傳送速度的目的，通常會(huì)將設(shè)備中金屬電阻與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路進(jìn)行連接，以此達(dá)到速度控制的目的，但是在具體應(yīng)用過程中，此方式的應(yīng)用不僅存在安全隱患，還造成較大耗能。通過應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，在有效控制提升機(jī)速度的同時(shí)，還能規(guī)避上述問題的出現(xiàn)，在具體機(jī)電設(shè)備應(yīng)用過程中，通過設(shè)置交流四象限變頻調(diào)速系統(tǒng)與變頻防爆提升機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)結(jié)合計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)提升機(jī)信息化控制目的，并且能夠拓展提升機(jī)的遠(yuǎn)程控制功能，在提高提升機(jī)運(yùn)行效率的同時(shí)，大幅度降低電能消耗，為提升機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

2.2采煤機(jī)中變頻技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)階段，在煤礦開采事業(yè)發(fā)展過程中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，促使采煤機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)得到有效的升級與優(yōu)化，利用“一拖一”系統(tǒng)取代以往的“一拖二”系統(tǒng)，促使采煤機(jī)更為穩(wěn)定和安全的運(yùn)行。不同國家、廠家所生產(chǎn)的采煤機(jī)在設(shè)備功率等方面存在一定差異。國產(chǎn)采煤機(jī)一般最大運(yùn)行功率為2×100kw，電壓為380v，該采煤機(jī)變頻器之間的恒定功率調(diào)速、主從控制以及轉(zhuǎn)矩平衡主要依托于恒定轉(zhuǎn)矩調(diào)速及額定轉(zhuǎn)速。在具體煤礦開采作業(yè)過程中，為解決工作面傾角相對較大的問題，采煤機(jī)設(shè)備可以基于對變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，安裝四象限變頻器，并通電牽引的方式進(jìn)行大范圍的制動(dòng)力矩控制，避免在作業(yè)期間出現(xiàn)下滑跑車的現(xiàn)象。總之，將變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于采煤機(jī)，可以提升機(jī)電設(shè)備的控制靈活性、有效性，同時(shí)促進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

2.3皮帶輸送機(jī)中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

在皮帶輸送機(jī)中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，其原理與提升機(jī)應(yīng)用該技術(shù)的原理相同。在具體煤礦作業(yè)期間，皮帶輸送機(jī)主要職能為向井下輸送煤炭，因此設(shè)備在運(yùn)行期間會(huì)受到向下的重力影響。設(shè)備垂直皮帶因具備彈力性能，且與皮帶所具備的張力性能相同，但方向相反，因此皮帶可以被輥輪帶動(dòng);皮帶所具備的摩擦力，與皮帶運(yùn)行速度相同，因此運(yùn)輸機(jī)在運(yùn)行期間煤炭不出現(xiàn)滑落現(xiàn)象，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率運(yùn)行目的。以往皮帶輸送機(jī)的機(jī)電設(shè)備的軟啟動(dòng)主要依托于液力耦合器，但是隨著運(yùn)行時(shí)間的延長，該啟動(dòng)方式會(huì)不斷出現(xiàn)斷裂和老化現(xiàn)象，這不僅影響運(yùn)輸機(jī)的工作效率，甚至?xí)?dǎo)致安全隱患的產(chǎn)生。而通過對變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，可以有效降低運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行期間出現(xiàn)機(jī)械發(fā)熱、機(jī)械沖擊等現(xiàn)象的發(fā)生幾率，提升機(jī)電設(shè)備啟動(dòng)的穩(wěn)定性，確保皮帶運(yùn)輸機(jī)最大化發(fā)揮自身的運(yùn)輸功能。

2.4流體負(fù)荷設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)階段常用于煤礦作業(yè)開采中的流體負(fù)荷設(shè)備包括泵機(jī)、風(fēng)機(jī)等，這也是變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的主要機(jī)電設(shè)備。目前應(yīng)用于煤礦開采事業(yè)中的風(fēng)機(jī)設(shè)備多為變頻調(diào)速，因?yàn)樽冾l技術(shù)所具備的優(yōu)勢較為明顯。在同開采作業(yè)環(huán)境下，變頻技術(shù)改進(jìn)風(fēng)機(jī)與未改進(jìn)風(fēng)機(jī)相比，在風(fēng)機(jī)最低轉(zhuǎn)速方面未改進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)明顯高于改進(jìn)風(fēng)機(jī)，所以利用變頻節(jié)能技術(shù)改進(jìn)風(fēng)機(jī)，可以幫助企業(yè)有效控制電能消耗，降低企業(yè)電費(fèi)支出，同時(shí)提升風(fēng)機(jī)設(shè)備的適應(yīng)性，因此在不同煤礦開采作業(yè)環(huán)境中都能得到有效應(yīng)用。針對泵機(jī)的應(yīng)用，通過變頻節(jié)能技術(shù)改進(jìn)的泵機(jī)也較為常見，大幅度降低泵機(jī)在運(yùn)行期間出現(xiàn)的機(jī)械沖擊，提升泵機(jī)系統(tǒng)控制靈活性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對泵機(jī)運(yùn)行壽命的延長。此外，泵機(jī)經(jīng)變頻節(jié)能技術(shù)改進(jìn)后，在泵機(jī)控制方面得到有效優(yōu)化，尤其是在加減速、平滑啟停等方面的控制效果得到顯著提升。泵機(jī)運(yùn)行期間出現(xiàn)多余的能源消耗與設(shè)備磨損。并促使煤礦井下液位始終保持在恒定狀態(tài)，在提升煤礦井下作業(yè)安全性的同時(shí)，提高資源開采效率。

3變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用前景

現(xiàn)階段煤礦開采作業(yè)，因變頻節(jié)能技術(shù)的合理應(yīng)用，促使煤礦資源開采的安全性與效率性得到大幅提升，所以煤礦機(jī)電設(shè)備應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)儼然成為煤炭行業(yè)的必然發(fā)展趨勢。而我國社會(huì)建設(shè)對煤炭資源需求的不斷增大，意味著我國煤炭行業(yè)會(huì)保持長久發(fā)展的態(tài)勢，所以變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用具備良好的發(fā)展前景。因此側(cè)重對變頻節(jié)能技術(shù)的不斷研發(fā)與創(chuàng)新，以期在更多機(jī)電設(shè)備中進(jìn)行變頻節(jié)能技術(shù)的有效應(yīng)用，進(jìn)一步推動(dòng)我國煤礦事業(yè)發(fā)展。

4結(jié)語

綜上所述，煤礦機(jī)電設(shè)備中合理、科學(xué)的應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，可以在提升設(shè)備運(yùn)行效率安全的同時(shí)，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更大經(jīng)濟(jì)效益提供助力。隨著我國煤礦事業(yè)的發(fā)展，應(yīng)用于煤礦開采的機(jī)電設(shè)備種類與數(shù)量會(huì)愈發(fā)增多。鑒于此，需側(cè)重對變頻技術(shù)的創(chuàng)新研究，以期為煤礦機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定、高效運(yùn)行提供保障。

參考文獻(xiàn)

[1]張倩.煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用研究[J].設(shè)備管理與維修，2019（12）：244-245.

[2]趙剛.探討我國煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[J].礦業(yè)裝備，2018，No.99（03）：65-66.

[3]王忠林.探討我國煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2015（09）：110.

[4]倫杰慧，張立君，孫宏亮.試論煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2013（10）：95-95.

[5]徐杰，趙健超，李耀.變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（7）：87-87.

[6]楊學(xué)琴.我國煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用分析[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)（下半月），2015，34（20）：19-20.

收稿日期：2019-07-22

作者簡介：蔡揚(yáng)（1988—），男，蒙古族，寧夏靈武人，本科，助理工程師，研究方向：煤礦機(jī)電。

Research on Application of Frequency Conversion Energy Saving Technology in Coal Mine Mechanical and Electrical Equipment

CAI Yang

（National Energy Group Ningxia Coal Industry Co.， Ltd. Lingxin Coal Mine Comprehensive Mining Team 1， Yinchuan ?Ningxia??750000）

Abstract： Based on the rapid development of China's coal mining industry and science and technology at this stage， the technical means used in coal mining continue to increase. As the core component of coal mine resource mining operations， through the effective application of frequency conversion energy-saving technology， coal mine mechanical and electrical equipment can improve the mining efficiency of coal mines while ensuring the stable operation of coal mine mechanical and electrical equipment. Based on this， this article analyzes and studies the application of frequency conversion energy saving technology in coal mine electromechanical equipment.

Keywords：coal mine; frequency conversion energy saving technology; electromechanical equipment; application