電力電子技術與煤炭企業電力節能技術的應用

文/錢成龍

我國煤炭資源較為豐富，煤炭資源對我國經濟發展具有重要推動作用。但目前煤礦在開采過程中往往面臨施工風險，產生內耗相對較高。我國煤礦企業在生產過程中，應重視節能技術，改善經濟效益，解決目前內耗嚴重的現象。隨著科學技術發展，電力電子技術在煤炭企業電力系統中應用，有效解決我國煤礦生產產能過大問題，對推動新時期煤炭企業發展具有重要作用。

1 電力電子技術中的節能技術

高頻技術通過改變頻率，實現電源利用率的提升，改變頻率基礎上進一步增加頻率，可充分利用能源，從而實現節能目標。開關變頻技術為有效的節能技術，針對的設備為固定頻率。開關變頻技術將我國低功率設備運行相關問題解決。工頻是發電的最理想頻率，且該技術電源開關性能良好，所開發設備體積小，是電力電子技術中的重要組成。功率較大情況下，輸出功率提升，無功功率縮減，電能利用率提升，有源功率因數校正技術也可在節能工作中應用。軟開關技術為相對硬開關的技術，在開關過程中不會出現電壓重疊問題，且降低噪音及開關損耗，從而保障開關頻率。

2 煤礦設備中電力電力節能技術

變頻節能技術在煤礦設備中應用具有良好的節能效果，該技術利用相關設備實現電流頻率改變，一般情況下改變電流頻率設備命名為變頻器。元件中包含電源板、電機電容量等，這些元件在組合后，實現變頻及節能功能。傳統機電設備建設中，電流頻率具有重要作用，設備長期運行中，轉數無法改變，導致機電設備長期處于固定運轉中，導致設備損耗大量的電能，縮短設備壽命。在設備中融合變頻技術，便可改變機電設備運行效率，降低設備能耗。

現階段GTR及IGBT模塊在煤礦節能設備中廣泛應用，并改善煤礦節點設備功率。壓頻比控制方式得以改善，實現矢量控制，延長設備運行時間。模糊優化控制及人工神經網絡控制使得變頻技術更加集中，并發展至集成電路，利用數字技術處理信號。變頻技術在煤礦機電設備中應用，不僅使設備有效調節速度，并融合編碼及參數，改變調速頻率。

3 變頻節能技術在煤炭企業電力設備的應用

3.1 在提升機中的應用

煤礦企業在煤礦生產過程中，提升機是其中的重要設備，對煤礦生產安全局直接影響。在提升機應用過程中，提升機調速是其中重點，可利用金屬電阻與電動機連接實現調速。實際應用過程中，降低安全性且提升電能消耗。科學技術不斷發展，變頻防爆提升機與四象變頻調速系統結合，利用數字化技術控制參數，利于實現提升機運輸作用，完成遠程操作目標。

3.2 在皮帶傳輸機的應用

皮帶傳輸機同樣是煤炭企業生產中的重要設備，利用皮帶將煤炭運輸于井下，作用原理為摩擦牽引作用。摩擦力及張力可改善物體支撐方式，實現輥輪運動。傳統皮帶運輸機在應用過程中，利用液力耦合器啟動皮帶運輸機，在長期使用過程中會發生老化現象，導致皮帶斷裂。若變頻技術與皮帶傳輸機融合，電機在啟動過程中會減少電流波動，使機械內部產生的機械熱及沖擊現象縮減，保障機械功率的最大化發揮。

3.3 在流體負荷設備的應用

變頻節能技術在流體負荷設備中的應用利于降低能耗及保障煤礦生產安全。煤礦機械在應用過程中，風機及泵機利用變頻技術調速，新型風機在煤礦開采中應用，不只降低轉速，且提升輸出功率，更加理想的適應礦井環境。變頻調速設備在礦區設備中應用不只改善設備靈活性且利用降低機械沖擊力，從而提升產品品質，變頻節能技術應用于抽水泵控制系統中，煤礦井下液位穩定性提升，且降低能耗，具有良好的節能作用。

3.4 在其他方面的應用

煤炭企業一般距離市區遠，煤礦企業附近具有獨立的物業管理系統，多數礦山工人利用定期供水方法，該方式供水時會面臨供水高峰，用戶需要利用容器儲存一定的水量，但儲存的水量不一定完全用盡，造成水電資源的浪費。工人用水集中，為保障水壓充足，供水泵及電機功率較大，從而發生設備資源浪費現象。自動無塔變頻供水裝置已經在國內廣泛應用，該技術投資少，且自動化程度較高，實現節能節水目標。在煤炭企業應用中，節水資源率在10%以上，節電率在15%以上，且實現全天候供水，改變企業工人用水現狀，經濟效果較為顯著。

4 電力電子技術在煤炭企業節能中的應用前景

電力電力技術的高速發展，各種高壓大功率調速器不斷涌現，變頻技術的應用可實現節能，降低企業生產成本，并提升生產效率。變頻技術的應用也是改良企業生產工藝的重要方式，我國新型節能資源已經得到長足發展，煤炭使用率呈現下降趨勢，煤炭行業在未來的一定時間內將處于穩定發展時期，該產業一直為高能耗產業。企業管理人員需將變頻技術不斷與煤礦機電設備融合，從而使企業發展具有全新的動力。

5 結束語

我國煤炭行業發展中，采煤機及提升機等設備在融合變頻技術后，節能效果明顯改善，應用過程中，能源消耗量下降30%左右。現階段變頻節能技術在煤炭行業發展中具有良好前景，利于促進企業經濟效益提升。機電設備中使用變頻節能技術將成為未來發展的必然趨勢。在后續的研究中，還需不斷開發與之匹配的變頻節能技術，滿足企業節能目標。