金属非金属矿山机电设计工作中节能技术运用

刘学平 王吉平

【摘  要】金属以及非金属都是非常重要的资源，由于社会科技水平的不断提升，在矿山开采中，机电设备的应用越来越广泛，提高了矿山开采的机械化水平。但是机电设备在运行过程中出现较大的损耗，会产生资源浪费，对我国节能环保理念的实施产生不利的影响。为此，在金属以及非金属矿山机电的设计中，要注重节能技术的有效应用，使机电设备实现节能减排，这样矿山开采才能得到长久发展。

【关键词】矿山机电设计;节能技术;金属;非金属

引言

在如今的社会环境下，社会对节能环保问题的关注度普遍提高，各个领域中都在积极探索有效的节能技术，以期能够实现行业的可持续发展。金属以及非金属作为我国的重要资源，矿山开采工作中机电设备的应用受到重视，而机电设备在运行中的能耗较大，为了能够更好的落实节能环保理念，矿山机电设计工作中要注重节能技术的有效应用，降低设备运行的能耗，使矿山开采实现可持续发展。

1.机电设计中节能技术及原理介绍

1.1变频节能技术

这种节能技术主要是利用半导体器件对交流电源的频率进行调控，以使原固定频率转换为实际需要的频率，这样就能够使设备运行的能耗得到降低。这一技术的核心元件是变频器，结构组成包括逆变器、控制部分、整流晶闸管以及直流部分。设备线路中在增加了变频器后，对于其中的发动机等装置的工作效率可以进行控制，进而使设备运行的速度得以控制。矿山开采的机电设备类型不同，其工作过程也存在差异，其中电动机的负载变化较大，将变频器应用到其中，电动机的工作频率会得到调整，使设备的性能得到优化，降低设备运行的能耗。

1.2基本原理

变频器在工作过程中，交流工频电源会先经过整流器，这个过程电压和频率不会调节到直流电，在工作指令的控制下，控制电路会对电源的频率和幅值进行控制，逆变器进行直流电转化，达到电动机要求的能够调节电压和频率的交流电，进而实现负载状态下工作。通常在变频器中还有部分辅助结构，以使电流的输出更加安全稳定。通过实践表明，设备在变频状况下运行会使工作效率得到很好的提高。

2.金属非金属矿山机电设计中节能技术应用

2.1流体负荷设备和电控绞车控制系统设计

流体荷载装置设计中应用变频节能技术主要体现在对泵和风机的变频调速。变频调速技术作用于风机中，需要结合矿山的具体环境设计出合理化的变频调速设备。风机系统在经过设计改造后，转速得到了一定的优化，实际的电机输出功率在前导装置是呈现半封闭状态的，风量和风压都会得到一定程度的提高，与矿井的具体情况相符合，这样设备在运行时就会节约较大的能耗。设计的这种变频装置调速主要在液压泵和采区供水中得到良好的应用，机械设备自身的干预性能够降低，控制系统会更加灵活，设备在矿山中应用的质量更高。变频调速技术的应用，使得设备在运行时的稳定性更高，工作环境的变化不会对设备的穩定运行产生影响，设备能够自动控制进行相应的调速。通过这种设计方式，矿井液位高度会发生变化，泵装置内部由于空余而产生的能耗会下降，机电设备在运行过程中不会发生过多的磨损，矿山开采工作会保持较好的稳定性。

另外，电控绞车的控制系统设计中，利用变频节能技术会使其工作环境得到相应的调整。效果最突出的就是系统内电压波动会持续在上下10%左右，频率的波动控制在2.5%内，节能技术的指导下，系统的运行时间得到延长，设备操作也更加灵活。电控绞车控制系统设计中应用节能技术，额定负载值会调控在120%以内，设备运行的效率和质量都可以得到良好的提升，系统中的零部件欠压以及过热的情况都会得到调控。

2.2带式运输机设计

金属以及非金属矿山机电设备中的带式运输机设计中应用节能技术也是非常关键的。其中的自动调控系统是应用节能技术的重要点，控制系统的组成主要包含主机、辅机、高压电开关、保护器以及总线。系统的总线主要是发挥连接主机和辅机的作用，其中的辅机打开以及关闭操作都是在总线通讯的调控下进行，带式运输机在运行时，主机对其载荷电流进行收集，根据节能状态下的开闭值设定，就能够更有针对性的分析。系统运行时，如果辅机在启动时一分钟时间内电流都比荷载电流低，就会通过指令控制辅机，启动辅机后，如果关闭电流在一分钟时间内电流比荷载电流大，就会向辅机发送停止的指令。辅机启动电流的设计需要依照主机额定电流和启动系数来确定，通过合理的设置电机数量，就可以有效的降低能耗。同时，系统还能够对不同运行状态下的设备能耗进行对比，这样辅机停机和启动系数可以针对性的调整，进一步使能耗降低。

2.3提升设备设计

矿山开采中的提升机设备最初的设计主要是在电动机转子电路中接入金属电阻，利用控制器的切除进行调速。但是这种设计使电阻的能耗较多，设备的散热情况不好，而且电阻可以调速的范围不大，精准性也存在一定的误差。设备运行中动力制动对直流电源或者是低频电源能量的消耗不足，使设备的耗损较大，增加了设备使用的安全风险。而在设备的驱动系统设计中加入变频控制节能技术，可以使设备系统得到优化，在变速运行的过程中，设备能够保持稳定状态。提升机设备中应用变频节能技术主要体现在：首先是依照电控系统中继电器和变频控制器之间的逻辑关系，对电路图转化进行有效的控制，提升设备运行的便捷性。另外是将变频控制技术应用到提升机设计中，外部线路控制继电器的数量可以减少，这样空间可得到节约，安全性提高，设备运行维护的频率可以降低。再者是编程器和显示屏能够对变频控制系统进行检验，设备故障能够被准确的检测出来。还有是回馈制动方面，提升机设备如果是负力状态下，电动机中会形成再生能量，通过反馈实现节能的目的，同时制动力矩增加，设备运行的安全性得到提高。

2.4通风系统设计

矿山机电原有的工作系统中，存在较大的电阻消耗问题，而且在设备的散热性方面表现较差，电阻调速控制范围有限，因而设备运行的精准性就会收到影响。在降速的过程中，如果存在低频电源和动力直流电源时，经过长时间的运行，设备会存在较大的安全隐患，设备的损耗增加，电能消耗过量。而在风机系统设计中应用变频节能控制技术，系统运行的频率可以得到调节，通过转换工作时的功率，降低能耗。风机系统中加入变频节能控制技术，设备运行的安全性得到提高，电网功率的消耗会得到节约。通风装置设计结合节能技术，可以使其依照矿井巷道内的风量需求对速度进行调控，这样就可以避免大功率消耗。装置设计优化后，变频的软启动也会有更好的效果，这样就可以规避启动电流产生的不利影响，确保设备高效运行。

3.结束语

总而言之，在如今的社会环境下，金属和非金属矿山开采中，机电设备的应用已经非常普遍，由于机械设备的加入，矿山开采的效率得到了较好的提高。但是设备运行过程中，由于工况的不同引起设备运行频率的频繁转变，这就使能耗增加。而针对设备运行能耗较高的情况，将节能技术应用到机电设计中，可以有效的降低能耗，实现节能减排。

参考文献

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