煤矿机电设备变频节能技术的应用

（山西省大同煤矿集团有限责任公司四老沟矿 山西 037028）

随着我国改革开放的不断深入，市场竞争也日益激烈，提高煤炭开采效率是现阶段煤矿资源开采面临的重要问题。降低企业的开采成本，进而扩大经济效益也是企业一直在追寻的目标。而煤矿机电设备作为开采过程中的大型设施，更要不断进行技术革新才能实现节能优化的目标，也更能满足实际煤矿生产的需求。除此之外，煤矿机电设备的变频节能技术还能实现资源的节约、环境的保护，更加符合现代化的生产模式，是构建资源节约型、环境友好型社会的重要举措。

1.变频节能技术的相关概述

变频节能技术主要是将设备运行需要的交流电转换成直流电，再将直流电进一步转化成不同频率的交流电或者直流电来逆转换成多种频率的交流电，这是一种全新的技术手段，也是需要不断探索完善的技术。除此之外，在转换过程中不会产生电能的变化，反而只存在电流频率的变化。这种变频技术就可以很好的满足交流电电机实现无级变速的要求，同时还会实现对电机控制器的敏感监测，可以有效的达到控制电流频率的效果，真正做到了功率变化随矿物质量改变的目标，这也能进一步实现节能的目的。对于变频节能技术原理来说，主要是煤矿机电设备在运转过程中实现不同功率的工作要求。因此，为了让电机提供的功率和实际运输所需要的功率达到一致，这就需要变频技术来实现。在实际操作过程中，可以利用半导体元件来将交流电转化为直流电，进而利用张力变送器将张力转换成4-20mA的直流电，产生的电流会当做是模拟信号进而传输给张紧设备，同时还能进行自动放大或者补偿电流模拟信号来实现对传输带和绳阻之间的摩擦阻力偏差值校正，可以真正实现对频率的控制和转化。不仅如此，张力控制还有较强的敏感度，这个特点就可以帮助设备在极少的时间内实现对张力调节的反应，还能进一步保障张力控制的准确度和有效性。

2.煤矿机电设备应用过程中存在的问题

随着我国人口的不断增加，资源消耗也十分迅速，尤其是煤炭资源的消耗非常明显。但是，随着我国科学技术的不断进步，我国煤矿生产行业所应用的开采技术也实现了全新的升级，整个煤炭产业也实现了新的革新和发展。即使如此，但是供需关系的不平衡和人们对资源的浪费都造成了我国煤炭资源的快速减少。虽然我国是煤炭资源拥有大国，但还是面临着资源匮乏的危险。而煤矿机电设备中变频节能技术的应用就可以很好的解决这一问题。

(1)存在严重的电能浪费问题

在很多煤矿企业中，都存在设备选型方面大马拉小车的问题，这就很容易造成电能的浪费，而且运行效率也比较低下。对于煤炭生产企业来说，由于工作的特殊性，大部分设备会在地下的矿井进行，因此企业的电耗非常大，而且在开采过程中的压气、通风、排水以及提升都需要大量的电能消耗才能完成，这些通常会占到总耗能的三分之一，甚至达到煤矿用电量的百分之三十。如果还是应用传统的阀门或者挡风板进行调节，那么就会消耗很多的能源。但是如果选择应用变频节能技术，就可以节省百分之二十到百分之五十的电能消耗，对比十分明显。

(2)煤矿机电设备威胁电网运行

通常来说，煤矿机电设备的电机运行负荷都比较大，启动也需要大量的电流和时间，这些都会影响到设备绝缘强度，严重时还会烧毁大功率的电动机器，从而威胁到整个电网的运行。除此之外，矿井机电设备在冷的情况下启动也比较困难，还很容易造成机械方面的损伤，这不仅会增加设备的维修成本，还会影响到整个煤矿开采的进度和安全。另外，由于技术比较传统，很多控制的手段也比较单一，自动化程度和实时性都需要加强。

(3)故障方面的问题

影响煤矿电机设备功能的正常发挥，其中一项重要的原因就是故障问题。随着社会和经济的快速发展，我国对煤炭的需求逐年攀升，有很多煤矿开采企业甚至会24h都在进行生产，很多煤矿机电设备也是全天运行。在这种高强度的运行情况下，如果不对设备进行及时、合理的维护和修理很容易出现故障，甚至还会造成设备的损坏。在煤矿开采过程中，采煤设备主要是采煤机和掘进机等，一些高强度的作业就很容易造成机器的短路。当设备出现问题时，整个生产进度都会受到影响，并且采煤的功能也会降低，另外消耗的电量也会迅速增加，甚至会增加两倍到三倍的用电量。不仅如此，这些问题都是煤矿在开采过程中的常见现象，这些也是煤矿企业需要重视的地方。

3.煤矿机电设备中变频节能技术的应用

随着煤炭贸易在国内外的迅速发展，煤炭资源的需求逐渐扩大。变频技术在煤矿机电设备中的应用可以有效的降低煤矿机电设备的能源消耗量，还能进一步增强设备运行的稳定性，进而提高使用周期，也直接降低了机电设备的维修成本。将经济效益和社会效益结合起来才能为社会创造更大的财富，煤炭行业的发展也能实现良好的循环，真正实现节能减排的社会目标。

(1)在采煤机中的应用

技术是推动社会发展的重要推动力。随着时代的发展，人们的需求和经济的发展有着密切的关联。并且在工业化的不断发展中，越来越多的先进技术被研发，尤其是在煤矿机电设备的应用中，变频节能设备不仅具有节能的特点，还能提高煤矿生产的效率，促进企业获得更高的经济效益。而变频节能技术在采煤机中的应用也是比较普遍的。在传统采煤机变频调速系统中通常会使用“一拖二”的形式，逐渐发展成“一拖一”。而且我国能量回馈型四象限运行的交流变颈调速采煤系统也早就处于世界的领先地位，国产电牵引采煤机的行走功率也达到了最大2×110kW，变频器电压也可以达到380V，这样就可以很好的实现额定转速下的恒定转矩调速，还可以将额定转速以上的恒定功率调速及两台变频器之间的主从控制和转矩平衡。将变频节能技术应用到采煤机中可以很好的控制机器，实现操作方便、速度可调节的目标。

(2)在提升机中的应用

同时，变频技术还可以应用到提升机当中，这种技术手段也符合提升机的需求。在实际生产过程中，变频节能技术的应用还能提升这种机器的应用价值。并且，它还能发挥很多的作用。

首先，变频节能技术在提升机中的作用可以让高压电路和低压控制电路之间的通讯更为方便，并且通过光纤运输还可以实现气电隔离的功能，这也能进一步提高用电的安全性。除此之外，提升机的应用系统也实现了进一步的加强，尤其是在抗干扰能力上。

其次，PLC控制系统的应用还可以实现对采煤进行的监控和定位，进而控制整个运转过程，这样就能实现对提升机各方面的优化。当然，人们在使用设备时也会更加的方便、快捷，从而提高生产效率。变频技术的应用可以很好的满足当下人们采煤的需求，也更加符合节能型社会的发展。

(3)在皮带运输机中的应用

在皮带运输机中变频节能技术的应用也具有极高的应用价值。在煤矿生产过程中，皮带运输机是不可缺少的运输设备，因此对运输技术也有着较高的要求。而变频节能技术就可以带来很好的使用效果，还可以提高设备的性能，健全运输机的功能。不仅如此，皮带运输机主要是将井下挖好的煤炭运输到地上，其中主要是依靠皮带的摩擦牵引作用，这也是皮带运输机的工作原理。与传统的运输工具相比，应用了变频节能技术的皮带运输机就有很大的优势，它可以采用变频技术来解决以前经常出现的皮带断裂、软化的现象，进一步提高工作性能。不仅如此，变频节能技术还能够减少皮带运输中的发热现象，减少电流的波动，从而还能提高皮带运输机的使用寿命。变频技术在煤矿机电设备中的应用可以很好的提高煤炭的生产效率，在各个方面也能发挥出很好的效果。除此之外，随着人们对节能环保的重视，变频节能技术就可以很好的达到保护环境的目标。

4.结束语

综上所述，煤矿机电设备中的变频节能技术是煤矿开采企业缩减成本、提高经济效益的重要途径，也是实现经济效益和社会效益双赢的有效方式。虽然目前煤矿机电设备中的变频节能技术还没完全普及，但是其低消耗、安全性的优势可以促进企业的发展，与生态的保护达到双赢的结果。除此之外，将变频节能技术和煤矿开采结合到一起，还能有效的提高设备的稳定性和运行效率，延长设备的使用寿命，这也有利于降低对设备的保养和维修成本，促进企业的长远发展。