煤礦機電變頻控制技術與節能分析

楊斌

摘 要 煤礦行業作為高能耗行業，如果采取積極有效的措施，降低煤礦開采環節自然資源的消耗量，對于煤礦企業經濟效益的提升有著極大的提升作用。變頻控制技術在我國煤礦開采行業中的普及和應用，促進了煤礦開采效率的有效提升。所以，加強煤礦行業中機電變頻空氣技術研究應用的力度，對于煤礦開采行業節能降耗效果的提升有著極大的促進作用。基于此，本文首先對變頻節能技術進行概述，然后分析其技術基本原理，最后從幾方面對變頻節能技術在煤礦機電設備中的運用進行了詳細分析，為同行提供借鑒。

關鍵詞 煤礦開采 機電變頻控制技術 機電設備

中圖分類號：TD63 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）06-0061-02

科學技術的迅速發展，推動了工業技術的改革創新，促進了工業生產效率的大幅度提升，但與此同時工業生產的能耗也越來越大，大量資源資源的過度消耗，對我國自然資源體系的維護和管理造成了非常不利的影響。所以，相關部門必須合理運用先進技術手段，降低現有生產環節中自然資源的消耗量。變頻控制技術在的迅速推廣和應用不僅為煤礦企業的發展提供了更加廣闊的空間，同時降低了企業日常生產中資源資源的消耗量，促進了企業生產效率與經濟效益的全面提升，為煤礦開采企業的長期可持續發展打下了堅實的基礎。

1 變頻節能技術概述

變頻節能技術因為自身具有各種優勢被廣泛應用于各個領域中。這里所說的變頻節能技術簡單的說就是一種借助半導體器件，有效控制交流電源頻率，滿足設備運行能耗與電源供應之間供需要求的一種技術手段，該技術手段的應用降低了設備運行過程中的能源消耗量[1]。變頻裝置作為變頻節能技術的核心設備，其主要包括了逆變裝置、整流用晶閘管、脈沖發生器等相關裝置。變頻裝置在日常工作過程中，主要是通過對影響生產線正常運行的各種內外部因素控制的方式，提高設備運行的節能效果。作為煤炭行業而言，由于不同狀態下生產設備的負載也不同，所以操作人員必須根據煤炭生產設備運行的實際情況，適當增加或減少設備的使用量，才能在滿足不同功率使用需求的前提下，減少設備的能源消耗量，促進設備運行性能的有效提升[2]。此外，由于煤礦開采設備運行對操作技術應用提出了非常嚴格的要求，變頻控制技術在煤礦開采作業中的推廣和應用，不但為煤炭生產提供了強有力的技術支持，滿足了煤礦行業發展的要求，促進了煤礦機械設備運行效率的有效提升，而且有效減少了設備運行期間的資源浪費。變頻控制技術是一種利用信息處理形成的全新技術手段，該技術主要是由電子計算機技術、電子技術以及其他相關技術整合而成，該技術的發展和應用，實現了能源高效轉換的目的，確保了煤礦開采設備的安全穩定運行，延長了設備使用的壽命，為煤礦企業的長期可持續發展打下了堅實的基礎。

2 變頻控制技術基本原理

變頻設備在煤礦開采作業中應用時，操作人員必須先按照要求整流煤礦開采設備運行時的電源，然后將經過整流裝置處理的電源，轉化為可有效調控的直流電源，即可根據煤礦生產的實際情況和需求調控電源，以滿足煤礦生產設備運行的要求。通常，為了保證變頻裝置的安全穩定運行，煤礦企業大多采取在煤礦設備上安裝消聲器、空氣自動開關等輔助設備的方式，提高變頻裝置運行的安全性與穩定性[3]。此外，煤礦企業還應切實做好煤礦開采設備運行數據記錄與整合的工作，以便于及時的發現和解決變頻設備在煤礦開采設備中應用時出現的問題，提高煤礦開采生產的效率。

3 變頻節能技術在煤礦機電設備中的運用

3.1 在提升機中節能應用

提升機是煤礦生產過程中，功率最高的設備之一，該設備在煤礦開采作業過程中，主要是借助串聯與減壓啟動的方式，確保煤礦生產的順利進行。如果煤礦開采過程中提升機自身性能無法滿足煤礦開采設備運行要求的話，那么長期處在運行狀態下的提升機就會出現斷裂的情況，影響煤礦開采作業的安全性。對此，煤礦企業應該合理運用變頻控制技術優化和完善提升機運行方式，在提升機啟動的初期，利用變頻控制技術對提升機進行有效控制，從而達到提高提升機啟動穩定性，降低提升機啟動與運行能耗的目的。比如，傳統控制模式下的提升機在啟動和運行過程中不僅產生了大量的電流，而且長期處在運行狀態下的提升機產生的熱能，會導致皮帶因為出現高熱的情況，導致設備運行能耗的增加。如果利用變頻控制技術對提升機啟動和運行狀態進行優化和改善，降低了提升機啟動初期的運行能耗和提升機運行過程中的設備運行溫度，減少了設備運行的能源消耗量，為提升機創造了安全穩定的運行環境，提高了煤礦企業的設備節能效果。

3.2 在通風機中的應用與節能

通風機是煤礦開采作業中不可或缺的重要設備之一，該設備運行性能的高低對煤礦開采生產效率和質量的高低有著決定性影響。我國煤炭開采技術迅速發展的過程中，煤礦企業對通風機提出的要求也隨之進一步提高，變頻控制技術在煤礦開采通風機中的推廣和應用，不但有效提升了通風機風力大小控制的效果，減少了通風機設備運行的能耗，避免因為通風機長期處在超負荷狀態下運行發生故障，還減少了通風機設備維修養護的資金投入，延長了設備使用的壽命。

3.3 煤礦水泵中節能應用

水泵是煤礦開采與生產中的重要生產設備。變頻控制技術在水泵中的應用，不僅保證了水泵運行狀態的安全性與穩定性，而且通過對水泵運行過程的合理控制，確保水泵始終處在平滑的運行狀態，減少了水泵運行對煤礦生產設備造成的沖擊，保證了煤礦開采作業人員的安全工作，提高了煤礦開采生產的效率和質量。

3.4 變頻故障檢測技術

故障檢測是煤礦企業日常生產的重要環節之一，通過開展煤礦開采設備的故障檢測工作，不僅有助于操作人員及時發現和解決煤礦開采設備運行過程中存在的問題，找出了導致設備發生故障的原因，并以此為基礎制定了具有針對性的故障維修方案，避免因為煤礦開采設備發生故障，影響煤礦開采工作的安全順利進行[4]。變頻控制技術在煤礦故障檢測系統中的應用，主要是通過自動整合煤礦開采設備的實時運行數據，根據煤礦開采設備運行過程中出現的問題，提高了煤礦開采設備故障診斷的準確性，為工作人員開展煤礦開采設備故障的維修工作提供了數據依據，保證了煤礦開采設備運行的安全性與穩定性。此外，煤礦開采工作人員通過變頻控制技術對煤礦開采設備實時運行數據的全面分析，找出了優化和完善煤礦開采設備運行的策略，然后通過對設備運行數據的整合與調整，促進了煤礦開采生產效率的全面提升，為煤礦企業經濟效益的提高打下了堅實的基礎。

3.5 作業面采煤機中節能應用

采煤機是煤炭回采工作中最重要的核心設備之一，如果采煤機發生故障的話，不僅會影響到煤炭回采工作的順利進行，嚴重的還會導致采煤工作出現停滯的情況。借助變頻控制技術，煤礦企業可以最大限度的優化和改善當前煤炭回采工作中存在的問題，促進了煤炭回采工作的效率。隨著我國科學技術水平的不斷提高，越來越多先進技術和設備在采煤機中的應用，保證了采煤機始終處于安全穩定的運行狀態，提高了煤炭回采工作的效率，為煤礦企業的長期可持續發展提供了強有力的技術支持。此外，變頻控制技術在采煤機中的推廣和應用，使得采煤機運行狀態更加的穩定，促進了煤礦企業經濟效益的進一步提高。

3.6 井下電控系統中節能應用

變頻調控技術在煤礦企業電控系統與保護系統中的應用，主要起到了改善和優化輸入電源的方式，將電控系統與保護系統的電壓波動頻率控制在2.5%以內，通過改變系統運行負載的方式，提高設備低頻運轉時的性能，確保系統運行狀態達到100%額定轉矩，避免因為設備運行過程中出現欠壓、過壓等情況影響電控系統的節能效果。

3.7 井下變頻器泄露通信綜合系統

煤礦開采作業過程中，礦井下使用的變頻器泄漏通訊系統不僅具有綜合性較強的特點，而且變頻器泄漏通訊系統作為變頻器通訊傳輸方式的重要組成部分之一，主要是在煤礦開采生產過程中，通過設置內部系統語言參數的方式，傳統煤礦開采生產過程中產生的數據信息，為后續煤礦開采井下作業實時數據信息的整理和分析工作提供了準確無誤的數據信息。此外，由于煤礦開采井下作業系統中的前端單元內部存在著4條不同的泄漏電纜，為了保證泄漏電纜朝著不同的方向有效連接在一起，保證系統正常通信不受影響。煤礦企業應該實時監測和監控系統運行過程中，井下變頻器泄漏通訊系統信號傳輸、傳遞的狀態，以便于為系統的有效運行提供數據依據。

4 結語

總之，煤礦企業的穩定發展為我國社會經濟的快速增長注入了充足的動力，隨著社會各界對煤炭行業發展重視程度的日益提高。煤炭企業作為高能耗行業其在快速發展過程中消耗的能源，不但增加了我國自然資源的消耗量，而且對社會經濟的可持續發展造成了非常不利的影響。對此，煤礦開采企業應該積極探索和研究變頻控制技術在煤礦開采作業中應用研究的力度，充分發揮變頻控制技術的優勢，調節煤礦開采設備的運行狀態，才能在有效降低煤礦開采能源消耗量的前提下，提高煤礦企業的經濟效益，為社會經濟的健康可持續發展保駕護航。

參考文獻：

[1] 于立浩.煤礦機電變頻控制技術與節能[J].湖北農機化，2020，14：72-73.

[2] 米小寶.煤礦機電變頻控制技術與節能方法探討[J].石化技術，2019，26（09）：173，176.

[3] 仇劍博.煤礦機電變頻控制技術與節能探討[J].石化技術，2019，26（08）：265，269.

[4] 閆軍.關于煤礦機電變頻控制技術與節能問題探討[J].資源節約與環保，2019，02：4.