变频调速技术在煤矿机电设备节能的应用探讨*

彭　涛

(山西西山煤电股份有限公司，山西 古交　030203)

0　引　言

现阶段，在矿山企业日常生产作业中，一些机械设备的功率较大，消耗大量的电能资源，这部分的成本占据了总成本的很大部分。另外，应用于排水、通风以及提升等工作中的电能资源占据了总量的2/3左右，这其中很大一部分电能是被浪费掉了。一般来说，煤矿企业在进行机械设备的选择时，经常是按照最大生产需求进行设备的选购工作。但是，在实际的生产过程中，经常会出现设备运行达不到预定参数的问题。不同类型的机电设备运行过程中对于电压方面的要求也会不同，因而会造成电压不稳定问题，这对于整个电网的稳定性将造成严重的危害。现阶段有必要进行新技术、新仪器的引进。在这方面国内外一些专家学者开展了机电设备的多项节能试验研究项目，变频调速技术的应用可以改变上述问题，并且变频器的使用可以极大的降低电能资源的消耗，提升节能的效果，同时还能进行机械设备的合理保护。增加煤炭企业生产过程中的经济效益[1]。

1　变频调速技术的概述

1.1　变频调机技术的原理

在煤矿企业中，通过应用变频调节技术进行供电工作，可以将机械消耗的垫梁始终保持在最低状态。变频器的使用，可以使电动机的内定子改变旋转速率，这样即能满足生产方面的要求，同时还能实现电能资源的节约。这一过程中，机械设备上的电动机就是一个相应的发电机装置，它可以自动产生相应的电量，这些电量和电网工程中电压基本一致，进而可以有效的降低机械设备的电力需求。这一过程节省出来的电力资源，可以以另外的一种形式应用在机械设备中，进而可以使电能资源得到进一步的应用。对于变频调速技术而言，能量反馈是其中的核心内容。供电频率与电机转速存在着以下关系：

式中:n表示的是电机转速；f表示的是输入频率；s表示的是电机的转差率；q表示的是电磁极对数。

通过上述公式可以产出，转速和频率之间存在着正比关系，并且频率越高，转速就越大，这也更好的诠释了变频调速技术的原理[2]。

1.2　变频调速技术的技术性能

随着变频调速技术的不断发展与完善，现阶段该技术在多个领域得到了广泛的应用。变频调速技术具有良好的调节速度的功能，同时该技术的调速精确度较高，速度调节的范围比较广，并且应用效率较高。目前，煤矿企业在生产过程中用到的变频调速技术主要是通过四象限交-直-交无速度传感器进行相应的矢量控制。这一控制方式能够降低变频器内部的转速，但是并不会改变输出的额定功率。这样一来，可以为煤矿企业的生产工作提供充足的电量。为提升机电设备的运行流畅性与安全性，要尽量选用先进的调频零件，提升变频调节工作的质量，降低使用过程中出现的误差[3]。

2　煤矿机电领域中变频调速技术的节能应用

2.1　水泵变频调节流量节能应用

对于煤矿企业来说，以往在进行电流流量的调节工作时，通常采用人工控制阀门的方式进行调节，这一控制方式缺乏相应的准确性，同时也对管路系统提出了更高的要求。另外，这一过程中一旦存在人为操作不当的问题，将造成严重的后果，甚至会威胁到工作人员的生命安全。通过变频调控技术的应用，可以实现水泵的变频控制。变频节电装置可以对电机电流进行实时控制，并且会随着洗煤用水量的变化而做出调整。同时，全数字微处理器可以通过电机转速进行流量调节，还能进行负载电流的自动检测。这样能够确保恒压供水的质量，还能降低能耗。

2.2　煤矿地面以及井下用电设备的节能应用

一方面，要合理的进行提升设备以及电动机容量的选择，比如在较深的立井中，一般选用电动机容量较小、带尾绳的平衡提升装置；在斜井中，最好选用双沟提升的方式。为了有效改善提升容器的装载量，要安排人员进行及时的打扫。同时，还要对减速装置以及电动机进行日常的润滑保养。另一方面，要对矿井的通风系统进行全面的分析，明确生产过程中的实际风量需求，采用变频调速技术对风机效率进行控制，以降低电能消耗。为了降低通风阻力的影响，要及时对巷道进行打扫，并且要安装相应的扩散器、集风器。同时，还要注重就通风机的改造与更换工作，不断改善矿井生产的环境[4]。

2.3　煤矿电力系统的节能应用

煤矿企业日常生产过程中，井下照明设备以及机电设备将会消耗大量的电能资源，因而要注重电力系统的节能效果。一部分电能资源将会在传输过程中消耗，还有的一部分会由于设备使用效率的下降而浪费。因而，要注重变频调速技术的应用，及时对电力系统进行技术改进。改进过程中注重变频器的应用，以提升电能资源的稳定性，同时也可以降低能源的损失，提升电力系统的节能效果。变频调速技术在应用过程中，要分析煤矿企业的设备特点，采取针对性措施提升电力系统的节能效果[1]。

2.4　煤矿生产井下照明用电的节能

井下工作需要有良好的视线条件作为基础，因而井下会用到大量的照明设施。由于照明设备相对较小，并且对其内部的改造工作有一定的难度，因而只能进行外部的简单处理。同时，工作人员还要及时更换照明设备，发现故障装置要及时处理。对于照明设施来说，要采用变频器回馈的电能进行供电，这样可以显著降低外部电力系统供电的需求，在一定程度上实现电能资源节约。

2.5　在采煤机上的节能应用

作为煤矿企业机电领域重要的设备，采煤机的节能效果将会直接影响到整个企业的节能水平。因而，要注重采煤机的技术改造，将变频调速技术应用到采煤机上，解决采煤过程中出现的消耗过大问题，提升煤矿企业采煤机正常运行的效果与质量。同时，通过变频调速技术的应用，能有效降低设备磨损，提升设备的保护效果。

2.6　在胶带输送机方面的节能应用

胶带运输设备是煤矿企业重要的传送装置，由于传送过程中将会产生大量的热量，因而经常导致电机失控等问题的出现。一旦运输机长期处于超负荷运行状态下，不仅会造成断带等问题，同时还会降低传送设备的使用寿命。通过应用变频调速技术，可以降低这一问题的出现频率。变频调速装置可以对运输设备的电流与频率进行调节，确保运输设备在最佳的状态下运行，这可以显著降低能能源消耗问题，同时还有利于提升运输工作的效率。

3　结　语

随着国内城市化进程的不断加快，我国对于煤炭资源的需求量逐步提升，而煤矿企业生产过程中电能资源浪费已经成为了一个显著的问题。现阶段，煤矿企业要注重生产过程的节能效果，积极将变频调控技术应用到生产过程中的各个环节，提升机械设备的节能效果。这不仅有利于煤矿企业经济效益的提升，同时对于企业的安全健康发展也有着重要的意义。