变频节能技术在煤矿机电设备中的应用研究

周生方 盛兆峰

摘 要：煤矿生产中应用的机电设备类型和数量都很多，为了提高生产效率，煤矿企业一般会使这些机电设备长期处于运行状态。机电设备的运行需要电能提供动力，所以煤矿生产过程会消耗大量能源，这不符合能源可持续发展以及节能降耗原则。变频节能技术与煤矿机电设备的结合恰巧能改善这一状况，使机电设备能源消耗量减少。相关人员还要对这种技术的运行原理进行分析，以使其在设备中得到良好应用。

关键词：变频节能技术；煤矿机电设备；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.064

变频节能技术需要依赖于相关的变频器，该种装置可以通过调速来达到节约目的，另外其还有很多优势，相关人员在研究该技术时，可以对其进行深度挖掘。在将技术与设备结合时，相关人员还应从实际出发，根据耗电量，筛选出重点应用设备，即消耗电能最多的设备，在电能节约中，相关人员还要减少能源的浪费量。本文主要针对变频节能技术在煤矿机电设备中的应用进行研究。

1 变频节能技术的运行原理

变频节能技术是种集成度和综合性比较高的技术，因为该技术中集成了多种信息技术和高科技，在技术作用下，变频器应运而生。技术在装置中应用时，会对电流的形式进行转变，在转变的过程中，电流频率也会发生变化，而后者的变化，会使不同类型电流结合更好。变频器中的半导体器件会使电流频率改变，在改变过程中，并不会消耗能源，同时设备也会受到控制[1]。变频器在利用过程中，会对电流进行转变，转变内容为直流电到交流电。交流电还会继续转化，虽然电流形式不会发生变化，但频率会作出改变，该改变的过程属于不可逆行为。煤矿机电系统中的各种电气设备对交流电的频率要求不同，不可逆转换恰巧能满足设备对不同电流的要求。该种技术在应用中，还会对相关的电路以及设备形成安全维护作用，设备运行中受到的干扰也会被有效屏蔽。

2 变频节能技术在煤矿机电设备中的应用

2.1 在采煤机中的应用

采煤机综合性比较强，主要体现在系统组成以及技术组成等方面，这种错综复杂性也决定了其消耗电能比例较大性。若使采煤机更加现代化、机械化，相关人员还要将其与变频节能技术结合起来。该种技术不仅会使采煤机的运行速度受到调控，使能源消耗量减至最低，还会促使采煤机运行安全系数提高，如此采煤机生产效率也会得到提高[2]。为了减少煤矿的生产成本，煤矿企业一般会从变频器类型方面入手，选择能减少采煤机能耗量和故障的能量回馈性四象限变频器，结合了这种装置的采煤机生产效率会更高。

2.2 在风机中的应用

风机主要应用在矿井中，为矿井内部进行通风换气，矿井内部的作业完成程度不同，对风机的速度要求也不同，所以风机要时刻处于更新状态，以使风机满足速度、范围以及精度等方面的要求。更新的风机在运行中也需要维修，频繁维修会造成大量成本。基于此，相关人员有必要将变频节能技术与风机结合起来，使风机更加节能有效。风机中的变频技术是在原电机调速技术上集成其他信息技术和控制技术的综合技术，所以其不仅能对风机运行效率形成控制作用，还会对能源消耗量进行控制，在该技术运用中，风机可以自行调速，不需要更换，所以维修成本也会降低。风机一直处于正常运行状态，而不是频繁开启关闭，则开启关闭消耗的巨大能量也会得到节约。另外风机在闭环控制中，也会有效减少能源消耗。

2.3 在带式输送机中的应用

带式输送机的驱动力一般为摩擦力，其在煤矿机电设备中，则以电动机为动力，以摩擦力为牵引力，该种装置主要采用软启动方式，在该种方式中，工频电流在拖动牵引中起着重要作用[3]。虽然会使物料正常运输，但在运输中，物料与输送机皮带的磨损以及皮带与设备之间的磨损都会缩短该装置的使用期限。严重情况下，皮带不会保持完好无损状态，甚至会发生断裂。在选择变频节能技术后，变频器会对电机启动状态下的电流量进行控制，使多余的电流能进入电网，避免产生副作用。如此设备也不会发生温度飙升过高现象。变频节能技术的节能主要体现在电机调速过程中，转速会根据该装置的负荷率变化而变化，直至处于经济安全运行状态。这会使设备磨损减轻。变频节能技术的另一优势为可以使设备实现软启动，如此设备便可以改善原来的启动模式，以降低开启消耗电流。变频器在带式输送机中的应用，还可以对该装置的电路起到保护作用，使其免于发生过流或短路等问题。

2.4 在提升机中的应用

提升机主要通过改变势能，来使设备可以进行升降运动。将其与变频技术结合在一起，主要对设备的速度进行调整控制，使作业人员以及物料上下运行安全得到保障。在提升机变频技术应用方面，相关人员不仅使用了四象限变频器，还对提升机本身进行了改善，使其具有防爆功能。在此基础上，结合相关的信息控制技术，提升机运行过程受控力度会更大，提升机输出和输入过程的作用效果也会很显著。

2.5 在主排水泵中的应用

主排水泵应用了变频技术后，其运行速度得到调控，操作变得更加简洁，在运行中，也不需要频繁启停，如此这两种状态下消耗的电量可以得到节约[4]。另外变频技术还可以对主排水泵形成保护作用，使该种设备正常高效运行。

3 结语

采煤机、风机以及提升机等装置是主要的能源消耗对象，相关人员要从其本身入手，对其运行方式将进行研究，对其中可引进变频节能技术的点进行寻找，然后将变频器安装在相关位置处，使该种设备能源使用量和浪费量同时得到节约。在安装变频器后，相關人员要通过实验，检测能源消耗量，然后对其进行优化改善，使其最终的节能优势得到显著表现。

参考文献：

[1]王鹏.探究变频节能技术在煤矿机电设备中的应用[J].煤，2018

，27（07）：83-84.

[2]史红瑞.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用[J].能源与节能，2018（05）：76-77.

[3]刘勇.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用及发展[J].机械管理开发，2018，33（01）：136-137.

[4]张立文.变频节能技术在煤矿机电设备的应用探析[J].中国设备工程，2017（24）：213-215.

作者简介：周生方（1990-），男，山东嘉祥人，本科，助理工程师，研究方向：机械制造及其自动化。