煤矿机电设备中变频节能技术应用分析

2018-12-01陆发根

江西煤炭科技 2018年4期

陆发根

（江西大光山煤业有限公司，江西安福 343200）

传统的煤矿机电设备其功率基本是恒定的，无论在什么样的工作需求下，都产生同样的能耗。在需求较小时，会出现不必要的能源浪费。将变频节能技术应用于煤矿机电设备，通过改变设备电流频率，可以调整其运行功率，设备所消耗的能源也会随之改变。由此可见变频节能技术可以实现煤矿机电设备能耗的精确控制，具有较高的应用价值。

1 变频节能技术结构与原理

1.1 变频器结构

变频节能技术主要依靠变频器的应用来发挥能效。变频器的功能在于：调节电流的频率，降低能源浪费现象。变频器大体上可以分为3个部分，即电源、控制电路以及中间电路。图1为变频器具体结构见图1。

图1 变频器结构

图1中控制电路可对整流器、中间电路、逆变器进行控制。控制过程中，整流器与控制电路之间主要以控制电路为主导，两者保持单向关系；在电流的传输过程中，中间电路与逆变器两者同样会受到控制电路的约束，这代表在过程当中，控制人员可以通过外部的控制开关，随时对控制电流进行调节，具有很强的可控性[1]。

1.2 变频节能原理

n=50f/p式中：n为设备的转数；f为频率；p为设备级数。

改变f可以对n进行控制。当频率f保持在0～50Hz的范围内，会使得n的范围变得相对较宽，给调节工作带来一定的影响[2]。

2 变频节能技术在煤矿机电设备中的应用功效

2.1 提高经济效益

通过变频节能技术的应用，可以加强煤矿机电设备工作频率的灵活性、可控性，操作人员可以结合实际的工作需求，调节设备的工作参数，形成成本与工作需求的正比关系，此时就摆脱了传统设备能源浪费，导致不合理成本频发的缺陷。此外，如果遭遇超出传统煤矿机电设备能力范围的条件，煤矿必须引进其他参数与条件相符的设备，这无疑也是一笔经济支出，而通过变频节能技术，使得一台煤矿机电设备能够满足多种条件的开采工作，降低了煤矿企业引进新设备的需求，实现了经济收益的提高。

2.2 改善设备性能

变频节能技术能够直接对交流电的固定频率进行转化，使原本固定的交流电具备了可变性，此时交流电能源的利用率就会得到大幅度提高，设备的性能也得以改善。此外，现代变频节能技术不再受限于数字信息处理功能，而是形成了一种集成电路，这种电路在原理上与传统设备基本类似。结合上述交流电的转变，说明这种技术的性能要更高。

2.3 提高环保性

通过应用变频节能技术，能够使烟气排放、地质破坏现象的程度降至最小，同时因为一些新型技术的应用，可以进一步优化设备的环保功能，提高煤矿开采工作的环保性。

3 变频节能技术在煤矿机电设备中的技术应用

3.1 提升机应用

在变频节能技术应用下，可以采用交流四象限变频调速系统来改善传统设备的缺陷。该系统属于数字化控制系统，可以通过电路或者信号的连接功能，实现远程设备控制模式，同时该系统还具备重量监测功能，使控制人员能够根据重量来把控提升机的速度，以此使设备的安全性得到提高。

3.2 胶带运输机应用

变频节能技术可以通过交流四象限变频调速系统来远程调节胶带运输机的功率。因为在此系统之下，可以监控设备当前的热量，如果热量过高可以适当降低运输机的运作频率，如果不存在过热现象，则可以适当提高频率，在某种角度上实现了胶带运输机的“劳逸结合”。此外，胶带运输机还容易出现电机失控问题，针对此问题，通过交流四象限变频调速系统能够避免其发生。