煤矿机电设备中变频节能技术的应用研究

（徐州东方鲁尔实业有限公司，徐州 221000）

0 引言

在经济快速发展的形势下势必会消耗大量的能源，面对国家构建资源节约型社会的倡导，应用变频节能技术进行节能受到众多生产领域的重视。我国的煤炭生产企业是耗电大户，应用变频节能技术来降低机电设备的电能消耗成为备受推崇的方式。在煤炭实际开采过程中，矿井中各设备消耗的电能占整个煤炭企业的80%以上，因此通过变频节能技术来实现煤矿机电设备的节能效果成为煤矿企业的必然选择。

1 煤矿机电设备变频节能技术

1.1 变频技术

随着电子技术的发展进步，使得交流电传动技术也逐步提升。变频技术是指通过改变交流电频率对交流电进行有效控制，来优化机电设备的调速功能，进而达到降低能耗目的的一种技术。变频技术在实际应用中，可使电机的负载变化与设备自身功能变化相适应，从而使电机的工作效率明显增强，同时也减少了磨损，进一步降低了设备维护费用，提高了设备使用寿命。

1.2 变频节能技术的原理

变频节能技术就是通过改变交流电频率，使应用该技术的设备可根据工作实际情况对交流电进行自动化控制，是一项无附加转差损耗的现代化调速方式。变频技术的基本原理是利用变频调速技术将交流电的固定频率转化成一种能够被充分利用的变动资源，让煤矿机电设备可根据变频技术优化自身调速功能，使电机转速可根据电流频率进行自动调节，从而达到节能的目的[1]。

2 煤矿机电设备变频节能技术的应用现状

煤矿垮塌事故的发生时刻提醒人们，在矿山资源开发过程中，必须要有高科技的技术保证生产过程的安全。随着国家对煤矿企业整顿力度的加大，无资质、安全无保障的厂矿被关停。变频节能技术虽然没有轻易地在煤矿机电设备中进行应用，但在国家倡导节能环保理念的推动下，电子信息技术的发展也为变频节能技术的引进和应用创造了条件，在煤矿开采的几类设备中逐渐得到应用，主要包括采煤机、矿井提升机、皮带运输机、空压机等机电设备，并取得了明显的节能效果[2]。采用节能变频技术的机电设备不仅运转效率明显提升，而且设备故障率明显降低，在降低电能消耗的同时还节省了设备维修保养费用，进一步延长了设备使用周期，促进了煤矿产业经济效益的提升。

3 变频节能技术的应用分析

3.1 变频技术在提升机中的应用

提升机作为煤矿生产中重要的机电设备，它的有效运行关系到煤矿生产人员的安全问题。在提升机中引进变频技术不仅能实现其优良的调速，达到节能的目的，同时还进一步提高了提升机运行过程中的安全系数。使用变频节能技术主要是实现交流四象限变频调速系统与变频防爆提升机在运行过程中的互相配合，协调联动，利用数学信息化控制技术，通过输入和输出接口来实现对提升机远程控制的目的，从而实现提升机安全输送人员和物料的目标[3]。此过程不仅使作业人员的安全得到了保障，同时还进一步提高了输送效率，增加了企业收益。

3.2 变频技术在采煤机中的应用

采煤机的有效运行是保证整个采煤系统健康运转的基础，一旦采煤机发生问题，势必会造成整个生产系统的停滞。变频节能技术在采煤机的应用，在很大程度上降低了采煤机事故发生率，它进一步优化了采煤机的调速系统，改变了传统采煤机在空载和轻载状态下容易失控的现象，使离合器的输出功率和效率明显提高。在采煤机中使用变频节能技术主要是通过科学选取变频调速器明确动态和静态速度及转矩的有效控制，并实现高启动力矩和更长的电机电缆连接，同时内置传统系统的可选件使安装工作变得更加迅速简单。

3.3 变频技术在皮带输送机中的应用

皮带输送机在实际使用过程中，经常由于各方面原因处于空载或轻载状态，这种情形下输送机如果仍然处于高强度运行状态，势必会造成电能大量浪费。采用变频调速技术可有效节省皮带输送机运行过程中的电能浪费情况，同时还能解决大功率皮带输送机启动困难的问题。进入矿井下的皮带在启动过程中，常常因电机产生的负力使电机失去控制，进而使皮带输送机无法正常工作。变频节能技术可有效减少电机发热损耗，化解机械发热和系统发热的冲击问题。这样可进一步降低皮带磨损现象，延长皮带的使用寿命。

3.4 变频技术在流体负荷设备中的应用

目前变频调速技术在流体负荷设备中的应用主要是优化风机和泵的调速装置。风机在经过改造之后，实际转速、电机实际输出功率较改进前明显下降，而风量和风压更加适合井下工作环境，每年可为企业节约大量的电费。变频技术可实现给液用泵、矿区给水设备中灵活调速功能，它通过对其运行状态自动提速、降速的科学调控，可有效降低设备运行过程中的机械冲击力，实现了对工艺系统的灵活管控。

4 变频节能技术应用与展望

现阶段，变频节能技术因其强大的节能效果在煤矿行业得到广泛应用和普及，在为企业节能创收方面做出了贡献。鉴于我国丰厚的煤炭资源，变频节能技术在未来的煤炭资源开发中利用潜力还非常大，国家也在不断加大对相关技术的开发和探索，未来的变频节能技术将朝着更加高效、环保、节能以及提高煤炭资源开发的安全性方向发展。

5 结束语

就煤炭企业而言，由于煤矿开采属于高耗电行业，具有巨大的节能空间，因此应用变频节能技术可有效改善提升机、采煤机以及皮带输送机等机电设备的电能消耗情况，可进一步降低设备运行期间的资源浪费。变频节能技术在煤矿机电设备中的推广实施，其明显的节能效果和优越的调速性能为我国的煤炭生产企业持续稳定发展发挥了巨大作用。