變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦提升運(yùn)輸機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

陳恒

【摘 要】傳統(tǒng)的煤礦機(jī)電設(shè)備其功率基本是恒定的，無論在什么樣的工作需求下，都產(chǎn)生同樣的能耗。在需求較小時，會出現(xiàn)不必要的能源浪費(fèi)。將變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于煤礦機(jī)電設(shè)備，通過改變設(shè)備電流頻率，可以調(diào)整其運(yùn)行功率，設(shè)備所消耗的能源也會隨之改變。本文主要介紹了變頻器的基本構(gòu)造和原理在煤礦皮帶機(jī)和提升機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用，節(jié)能原理、節(jié)能效果以及變頻器節(jié)能技術(shù)在煤礦行業(yè)的發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】變頻節(jié)能技術(shù);煤礦;提升設(shè)備;運(yùn)輸設(shè)備

變頻節(jié)能技術(shù)主要是在半導(dǎo)體元件的輔助下，對電源電流工作頻率進(jìn)行有效的改變，實(shí)現(xiàn)能耗的降低。該項技術(shù)是以變頻器為核心，其組成部分包括電極電容、鍵盤、電源板、控制面板等。變頻節(jié)能技術(shù)通過改變電流頻率來改善煤礦機(jī)電設(shè)備的性能，提高其環(huán)保性，廣泛應(yīng)用于提升運(yùn)輸?shù)仍O(shè)備中。

一、變頻節(jié)能技術(shù)的基本原理

變頻節(jié)能技術(shù)主要利用技術(shù)改變電流頻率，從而達(dá)到良好的節(jié)能效果。變頻器主要控制電流頻率，由電源、控制電路以及中間電路等組成，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且這些零件的組合有效提升了節(jié)能效果。傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備無法改變電流頻率，不能很好的控制電流轉(zhuǎn)數(shù)，機(jī)電設(shè)備會長期處于穩(wěn)定運(yùn)行模式，無法延長使用壽命。而變頻節(jié)能技術(shù)的使用便有效改變了此種問題，它不但提升了設(shè)備的運(yùn)行速度，還可以在滿足實(shí)際礦產(chǎn)生產(chǎn)需求的基礎(chǔ)上改變原有的運(yùn)行模式，在降低能耗的同時也延長了總運(yùn)行時間。在實(shí)際煤礦生產(chǎn)過程中，機(jī)電設(shè)備全天處于運(yùn)行模式，對此，煤礦企業(yè)應(yīng)在滿足基本生產(chǎn)力的前提下，降低設(shè)備的功能損耗，延長其使用壽命。隨著社會科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，變頻節(jié)能技術(shù)可以有效改善上述問題，其利用半導(dǎo)體材料改變了電流頻率，將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡{(diào)節(jié)了原有的電流與電壓，從而促使機(jī)電設(shè)備長期處于運(yùn)行模式，滿足了機(jī)電設(shè)備的自動運(yùn)行。

如果把變頻器安裝到電動機(jī)，可以借助一定的技術(shù)手段來滿足其輸出要求，從而實(shí)現(xiàn)對能源消耗的有效控制。而電動機(jī)如果沒有變頻調(diào)節(jié)，那么就無法改變電力頻率，不管工作處于何種狀態(tài)，工作條件是否相同，都需要確保電動機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行，然而對電動機(jī)功率的要求往往無法得到滿足，同時還會極大地浪費(fèi)能源，造成不必要的損失。然而通過變頻節(jié)能技術(shù)，電動機(jī)就可以結(jié)合實(shí)際負(fù)載，對輸出頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，將能耗控制到合理值，在煤礦機(jī)電設(shè)備中，由于電動機(jī)負(fù)載狀態(tài)的變化十分頻繁，因此變頻器的安裝非常關(guān)鍵，其能夠根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)電機(jī)功率，提高運(yùn)行效率。

二、變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦提升和運(yùn)輸機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

（一）提升機(jī)應(yīng)用

在變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用下，可以采用交流四象限變頻調(diào)速系統(tǒng)來改善傳統(tǒng)設(shè)備的缺陷。該系統(tǒng)屬于數(shù)字化控制系統(tǒng)，可以通過電路或者信號的連接功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備控制模式，同時該系統(tǒng)還具備重量監(jiān)測功能，使控制人員能夠根據(jù)重量來把控提升機(jī)的速度，以此使設(shè)備的安全性得到提高。礦井提升機(jī)啟動與操作的頻率很高，并且在速度改變上有著較高的要求，在實(shí)際生產(chǎn)市場因為故障導(dǎo)致煤礦開采受到影響，為此，變頻調(diào)節(jié)技術(shù)的應(yīng)用對于提升機(jī)而言也有著十分重要的意義。

通過變速調(diào)節(jié)技術(shù)，可以使提升機(jī)的工作性能得到明顯的提升。首先，其可以使提升機(jī)的加減速更加穩(wěn)定，從而提高了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性;其次，設(shè)備故障率降低，維修工作也相對輕松;此外，通過采用變頻調(diào)節(jié)氣，還能夠?qū)μ嵘龣C(jī)能耗進(jìn)行有效的控制，但是電阻通電產(chǎn)生的熱能很高，顯然這會增加能源消耗，造成不必要的浪費(fèi)，而在變頻器的作用下，這部分熱能能夠得到有效控制，并且在提升機(jī)下放速度減速時的過程中，電動機(jī)回將這部分電能向電網(wǎng)快速并人，如此能源利用率就得到提升。

（二）膠帶運(yùn)輸機(jī)應(yīng)用

變頻節(jié)能技術(shù)可以通過交流四象限變頻調(diào)速系統(tǒng)來遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)膠帶運(yùn)輸機(jī)的功率。因為在此系統(tǒng)之下，可以監(jiān)控設(shè)備當(dāng)前的熱量，如果熱量過高可以適當(dāng)降低運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)作頻率，如果不存在過熱現(xiàn)象，則可以適當(dāng)提高頻率，在某種角度上實(shí)現(xiàn)了膠帶運(yùn)輸機(jī)的“勞逸結(jié)合”。此外，膠帶運(yùn)輸機(jī)還容易出現(xiàn)電機(jī)失控問題，針對此問題，通過交流四象限變頻調(diào)速系統(tǒng)能夠避免其發(fā)生。煤礦膠帶運(yùn)輸機(jī)一般具有重負(fù)載、大慣量的特點(diǎn)。以往電機(jī)啟動采用的軟啟動器在控制煤量時需要對電動機(jī)進(jìn)行多次啟動，這就增加了電機(jī)設(shè)備損壞的概率。通過引進(jìn)變頻技術(shù)，不管煤炭量變化與否，變頻器都可以使電機(jī)啟閉次數(shù)得以減少，并且其操作更加簡單，可以增加膠帶的使用壽命;其次，液力耦合器是各皮帶傳送機(jī)軟啟動采用的裝置，這會導(dǎo)致電機(jī)控制失靈，進(jìn)而損壞設(shè)備，通過引進(jìn)變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，就可以有效解決這一問題;此外，在變頻器的幫助之下，由于啟動電流過大而造成的電網(wǎng)閘頂事故就可以得到有效預(yù)防，對于工作人員的安全起到了十分關(guān)鍵的作用。

三、變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用效益及前景分析

隨著變頻節(jié)能技術(shù)的不斷發(fā)展，其在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍也在逐漸增大，且當(dāng)前社會大力推廣節(jié)能環(huán)保，為了提升煤礦生產(chǎn)的安全性，提升工作效率，在生產(chǎn)期間必須采用變頻節(jié)能技術(shù)，有效利用節(jié)能減排功能，在促進(jìn)煤礦企業(yè)良性發(fā)展的同時增強(qiáng)其社會經(jīng)濟(jì)效益。

（一）經(jīng)濟(jì)效益

變頻器的大規(guī)模、大范圍的投入使用使得設(shè)備故障大為減少，運(yùn)轉(zhuǎn)較為正常，且節(jié)能率大為提高，年為我礦節(jié)約投入近千萬元。

（二）社會效益

變頻器的使用，使得我礦在礦山自動化水平裝備方面得到了較大的提高，同時使用新產(chǎn)品、新能源讓我礦的原煤生產(chǎn)得到了具大的實(shí)惠。以后，我們還得加大新設(shè)備投入，以良好的裝置正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，為公司的強(qiáng)勢發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。在未來發(fā)展過程中，變頻節(jié)能技術(shù)在技術(shù)層面上的提升非常顯著，其應(yīng)用必然更加廣泛，通過運(yùn)用變頻節(jié)能技術(shù)，煤礦機(jī)電設(shè)備的工作質(zhì)量與效率將會得到顯著提升。

（三）變頻器節(jié)能技術(shù)應(yīng)用發(fā)展前景分析

科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，電子技術(shù)與微電子技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用不僅可以實(shí)現(xiàn)電能的節(jié)約，而且還可以對生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行完善等等。雖然能源結(jié)構(gòu)調(diào)整不斷深入，煤炭消耗所占比重越來越低，但是巨大的基數(shù)使得其在未來發(fā)展過程中依然有著很大的需求量。煤炭行業(yè)的發(fā)展依然趨于穩(wěn)定，這一產(chǎn)業(yè)的耗能很大，而國家倡導(dǎo)節(jié)能減排，因此煤炭企業(yè)必須對變頻節(jié)能技術(shù)加以深入研究與運(yùn)用，促使該項技術(shù)在企業(yè)發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用，企業(yè)潛能得到激發(fā)。

四、結(jié)論

隨著電力電子器件技術(shù)和自動化控制技術(shù)的不斷發(fā)展，變頻器節(jié)能技術(shù)越來越先進(jìn)，性能越來越優(yōu)越，將會在煤礦礦井通風(fēng)、壓風(fēng)、排水、提升、運(yùn)輸?shù)雀鱾€系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用，將會使我公司成為一個在全國具有領(lǐng)先地位的數(shù)字化煤礦企業(yè)。

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