变频节能技术在煤矿机电设备中的应用

刘 杰

(山西省阳泉煤业集团沙钢矿业投资有限公司，山西 临汾 043500)

0 引言

我国的煤炭资源非常丰富，可以说在世界上的储备量都是居于前列的。煤炭资源在我国所有资源的使用中都占据着非常重要的地位，并且在我国经济发展的过程中越来越发挥着重要的作用。但是我国煤矿产业的安全事故频发，而且产生的内耗也非常的严重。在我国很多中小煤矿的生产中，变频节能技术的运用也更加广泛。目前，变频节能技术已经越来越多地运用于煤矿机电设备的使用中，并且已经很好地解决了我国煤矿生产能耗过大的问题。

1 变频节能技术的定义与煤矿设备运用原理

1.1 变频节能技术的定义

变频节能技术是通过利用相关的设备和技术来实现电流频率的改变。通常用来改变电流频率的设备被叫做变频器。其主要由电源板、电极电容量、键盘和其他部件构成，将这些部件组合起来，便能够实现变频和节能的功能。在传统机电设备的建造过程中，电流的频率一直都发挥着非常重要的作用[1]。设备长期处于运行的过程中，其转数是不能被改变和控制的，因此很多机电设备长时间都会处于一种恒定运动的状态，导致设备的内耗过于严重，从而使得设备的使用寿命大大地增加。如果能在设备中引入变频技术，则不仅能够很好地改变机电设备的运行速度，而且还能够有效地降低设备运行的损耗。

1.2 变频节能技术在煤矿设备中的运用原理

目前，GTR和IGBT模块经常会在煤矿节能设备中得以更好地更替和运用，而在该运作的中发展起来的IPM模块使得煤矿节点设备的功率正在不断的增大。此外，压频比的控制方式在理论和实践上都得到了很大程度的革新，而最终采用的矢量控制的方法使得变频节能技术能够在最大的范围内长时间得以运用。

模糊优化控制和人工神经网络控制的方法使得各种类型的变频技术能够在最大的范围内得以集中，而所采用的技术也由原先的单一数字信息处理发展到了专用的集成电路。新出现的数字信号处理器和精简指令计算机等都是非常不错的例子。

另外，变频技术在煤矿机电都能够不断地得以综合性的应用，不仅仅是拥有最基本的调速的功能，还有编程和参数识别的功能。一般变频器在使用的过程中都是通过利用电力半导体的通路和频率固定不变的交流电最终变换成为不断在变化的电压和频率[2]。频率的改变其实也可以很好地实现调速的功能。

2 变频节能技术在煤矿设备中的应用与前景

2.1 提升机的应用

煤矿企业进行煤矿生产的过程中，提升机的运用占据着非常重要的地位，煤矿提升机的运用将会在很大程度上影响着煤矿生产中的安全和其他问题。因此，在使用的过程中，提升机的调速占据着非常重要的地位，可以通过将金属的电阻接到电动机的转子中来更好地实现调速。但是在实际使用中可能会使得煤矿生产中的安全性降低，变相地增强了提升机的电能消耗。随着科学技术的不断发展，如果能够将变频防爆的提升机和四象变频的调速体系很好地结合在一起，之后再通过利用数字信息化控制技术来把输入和输出的接口更好地结合起来再实现控制，这样一方面能够较好地实现提升机运输的作用，另外一方面又能够达到远程控制的目的。

2.2 皮带输送机的运用

皮带输送机在煤矿机电设备中的运用也非常广泛，它通过皮带将煤炭运送到井下，这其实是更好地发挥输送机的摩擦牵引的作用。摩擦力和张力能够使得物体在支撑的辊轮上进行运动，通过这样不断运动的方式来完成煤炭运输的工作。而在传统的使用皮带运输机的过程中，经常会利用液力耦合器来实现对皮带机的软启动，这样虽然也能够保证皮带运输机的使用，但是时间一长皮带就易老化，最终断裂。如果将变频技术加入到皮带输送机的运用中去，电机启动时的电流波动会逐步减少，最终使得机电内部比较少的产生机械发热和受到冲击的现象。使得皮带机传送的功能发挥到最大。

2.3 流体负荷设备

变频节能技术同样也能够被广泛地运用于流体负荷设备中。在广大煤矿机械的运用过程中，风机和泵机内部普遍被采用的还是变频调速的功能，而且这种变频调速的功能在风机的运用范围内最为广泛。新型的风机在煤矿开采中得到了广泛的运用；它不仅转速已经得到了明显的降低，而且实际输出的功率也已经明显变少，不仅能够更好地适应煤矿矿井生产的特点，而且能够很好地降低电能的消耗[3]；变频的调速设备不仅能够使矿区设备工艺控制的灵活性进一步增强，而且能够有效降低对机械造成的冲击力，最终使得产品的品质得以提升。自从将变频节能技术更好地融入到抽水泵的控制中，煤矿井下的液位稳定性也得以增强，并通过有效地降低能耗，使得煤矿生产变得更加安全。

2.4 变频节能技术在煤矿设备中的运用前景

在电子技术和微电子技术不断发展的今天，各种类型的高压大功率的调速器也在不断地发展和完善，变频技术的运用一方面能够节约电能，降低生产成本，从而达到提高产品质量的目的；另一方面变频技术也是完善生产工艺的重要手段。虽然我国新型的节能资源已经得到了长足地开发，煤炭资源的使用比重也得到了下降，但是我国煤炭的基数仍然非常大。未来很长一段时间内，煤炭行业始终保持着长期稳定的发展，并且在很长的一段时间内一直都会是我国的高能耗产业。企业的管理者必须要不断地将变频节能技术融入到煤矿机电设备中去，才能够为企业发展带来更多的潜能。

3 结语

从我国煤矿行业的发展模式来看，包括在采煤机、提升机和其他煤矿设备中融入变频节能技术之后，其节能的效果将会变得更好，在使用的过程中，能源的消耗量降低了30%左右。从目前变频节能技术在我国煤矿机电设备运用的现状来看，其发展的前景是非常的广阔的，能够更好地促进我国经济的发展。机电中使用高效节能的变频技术必将会成为未来发展的重要趋势，将来会有更多种类的煤矿机械设备融入变频技术。因此，在煤矿机电设备发展的过程中发展与之相匹配的变频节能技术是非常重要且很有必要的。