變頻節能技術在煤礦井下機電設備中的運用

鐘升

摘? ?要：煤炭開采公司在開采煤炭資源時需要應用各類的機電設備，煤炭在國內的能源結構中占有較大的比例，并且煤炭也是國內火力發電的重要資源。此外，煤炭在國內的鋼鐵行業、電力行業和化工行業內部，煤炭資源都有廣泛的應用，因此如何去提高煤炭開采的效率，來為社會提供穩定的煤炭資源供應，是煤炭開采公司需要思考的問題。

關鍵詞：變頻節能技術? 煤礦井? 機電設備

中圖分類號：TU85? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）06（c）-0014-02

煤炭開采公司在開采煤炭資源時需要應用各類的機電設備，才能夠將礦井內部的煤炭運輸到井外，應用現代化、自動化、智能化的設備，可以提高井下煤礦開采的質量和效率。并且煤礦開采公司將變頻節能技術運用到設備內部，實現對機電設備的智能化管控，機電變頻技術應用于設備內部，可以減少機電設備的電能消耗。通過調研分析發現，將變頻的智能技術應用到設備內部，可以降低設備約40%左右的電力能源消耗，變頻技術還可以緩解對機電設備啟動時形成沖擊，減少設備啟動時給設備帶來的損傷，以延長機電設備使用時間。

1? 變頻技術的概述

煤炭開采公司通過使用變頻節能技術來加強對礦井下部機電設備的控制，提高機電設施設備運行的安全性，來保障煤礦生產作業的安全。隨著國內電子信息技術的飛速發展，變頻技術也有了一定的提升，將變頻技術應用到礦井下方機電設施設備內，提高設備自動化運行效率，以及提升設備的運行安全性。在煤礦開采領域內部，部分煤礦公司通過構建一個復雜而系統的機電設備系統，來提高煤炭開采的效率。在這個機電設備系統內，會有大量的機電設施、機電器材，這些機電設備的安全運營直接會影響到井下煤炭開采作業的安全性，以及影響到煤炭資源開采的效率。而當前的變頻技術是一種現代化自動控制技術，各種控制技術可以提升機電設備運行的效率，并減少機電設備的能量損耗，以實現節約開采煤炭地目的。變頻技術的機電設備相比傳統的機電設備來講，變頻技術會改變設備內部的頻率，實現自動的轉換控制。并且變頻技術可以結合機電設備的具體運行狀況，來調節設備內部交流電的頻率，以最大限度地降低電能的損耗，提升電力能源的利用效率。因而，變頻技術改變了傳統機電設備的運行模式和設計方式，并且部分變頻機電設備會使用壓頻比的控制方法，適量控制的機制來實現對設備內接觸點的控制，進而提升了設備的運行效率。將變頻技術應用到機電設備內部，可以提高設備的運轉速度，也可以將機電設備所使用的固有頻率轉變為交流頻率和交流電壓，進而加強對設備的控制[1]。

2? 機電設備運行的問題分析

煤炭開采公司給煤礦井下購置機電設備，煤礦的開采人員通過構建成套的機電設備系統，來提升各設備之間的協作性，以推動煤礦資源的正常開采。由于設備長時間運轉，會經常產生一些設備內部零部件老化，以及機電設備的安全性下降的不良問題。這些設備老化經常會發生在一些老礦井內部，當機電設備老化時，就會增加電力的消耗。煤炭開采公司要提高礦井內部機電設備安全運行能力，并減少設備的電能消耗，積極地將先進的變頻技術運用到設備，來推動機電設施設備的自動化控制[2]。

3? 變頻技術在煤礦機電設備中的應用研究

3.1 應用于提升機中

提升機是煤礦開采作業業中的一個重要機電設備，提升機有TD160、TD250、TD315的型號，在開采煤炭資源時，開采公司使用傳統的提升機設備，通常會應用接觸電阻，來實現對提升機內部速度的調整。但是這種金屬電阻的調速方法，無法對提升機的轉速進行實時的控制和調節，金屬電阻的調速方式會產生較大的能源消耗，給提升機運行帶來較多的安全風險。將變頻技術應用于提升機的設備設計制造當中，會提高提升機設備的信息化水平，并且有利于加強對于提升機運行速度的控制，減少提升機能源的消耗。將變頻技術應用于提升機的調速中，可以控制提升機設備的平穩運行，以及提高設備的安全運行。并且變頻技術還可以設置提升機參數，將數據信息傳輸給設備的管理人員和維修人員，以便維修人員可以在提升機發生故障時，精確地定位到故障的位置，開展及時維修，減少由于提升機的故障，可以減少約14%的設備故障，可提升18%的工作效率，也可避免影響了煤炭作業的開采。

3.2 應用于采煤機中

在煤炭開采當中，尤其是在開展煤礦井下的煤炭開采作業時，部分煤炭開采公司會通過建立采煤系統，來將大量的煤炭資源傳輸到井外。此時，煤炭公司會建立一個架線式采煤機（MG210/485-WD、MG500/1202-WD），采煤機內部有直流的電動機，但是直流電動機自身的功力小，內部構造較為復雜，同時也在運行期間容易產生故障問題。國內部分煤炭開采公司在井下開展作業時，會使用觸頭的電阻，來有效地調節直流電機的轉速。通過觸頭電阻，來調整直流機內部的電流，來控制轉速的速度，但是這種觸頭電阻的調整方式產生的電能消耗過大，因此，采煤公司就要用變頻節能的技術，來優化調整采煤機設備，以及控制采煤輸送系統中的發電裝置。煤炭開采公司可以應用三相異步交流鼠籠式的電動機，來作為采煤系統中的動力設備，并將變頻技術引入到動力設備的設計制造中，來科學地調整采媒機的轉速。但是國內大多數的，牽引式的采煤機運行的功率都會達到300kW，此時采煤機內部功力設備內部電壓會達到460V。采煤機在額定的功率轉速內，可以實現對采煤機恒定轉速調整。并且設備設計人員通過利用節能技術，來實現對兩臺采煤機變頻器之間轉距平衡的控制，來提升采煤機設備的控制能力。在優化設計采煤牽引機的變頻節能控制當中，應用的四相線的變頻調速器，來對采煤機自動控制系統進行調節，以便可以擴大制動力矩的調整范圍，以提高設備操作便利性和可靠性[3]。

3.3 應用于膠帶輸送機當中

煤炭開采公司經常會應用膠帶式傳輸送機來將井下的煤炭運輸到礦井外部，膠帶輸送機對于煤炭資源的運輸起著關鍵性的作用。但是這種膠帶運輸機的工作機理與提升機比較相似，工程設計單位通過將節能變頻節能的技術應用到膠帶輸送機的設計制造環節，可以提升膠帶用機的摩擦力。變頻節能技術可以有效地緩解由于膠帶輸送機啟動時，力度過大，而造成的設備損壞問題，并且變頻技術也可以對電機內部各設備進行控制和調節，以減少膠帶脫落問題，而影響煤炭資源的運輸作業。通過應用變頻技術可以有效地抑制輸送機在啟動時，由于電流過大、波動范圍較大而產生的電沖擊和發熱問題，這樣會提高膠帶輸送機的運行效果，并且會有效地發揮出輸送機的使用價值。同時，利用變頻的節能技術還可以實現對輸送機內部功率的平衡，以及解決變頻機功率同步的問題。因此，可以看出，通過在膠帶輸送機的設計制造使用環境中，融入變頻節能的技術，可以大幅度地發揮輸送機機電設備運行的效率，可提升輸送機15%的工作效率，降低8%的運輸成本，節省18%的運輸時間，并且也可以提高輸送機運行的安全性，減少輸送機的設備損壞問題的發生[4]。

4? 結語

近些年，國家政府部門加強了對煤炭資源開采安全的重視，要求煤炭開采公司要提高井下設備運行的安全，來為煤炭開采作業提供安全的設施保障。部分煤炭開采公司通過將變頻節能的技術運用到井下開采作業中，提高了機電設備的運行效率，以及減少了機電設備的電量消耗。

參考文獻

[1] 呂耀民.變頻節能技術在煤礦設備上的應用探討[J].陜西煤炭，2019（5）：151-153.

[2] 趙安偉.變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用分析[J].山東工業技術，2019（19）：89-89.

[3] 邱慶利.除塵風機節能高壓變頻技術改造[J].冶金設備管理與維修，2019（1）：42-45.

[4] 張小靜.變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用分析[J].中小企業管理與科技，2019（19）：138.