煤矿机电变频控制技术与节能方法探讨

2022-11-26徐威吕高元

节能与环保 2022年9期

文_徐威吕高元

1 山东能源集团枣庄矿业集团高庄煤业有限公司 2 浙江维思无线网络技术有限公司

基于变频控制技术的日益成熟，运用于煤矿机电之中，已成为现阶段达到节能目的主要途径，并且从某种程度上对煤矿开采过程中所存在的缺陷进行了有效的弥补，有助于煤矿企业的稳步发展。

1 煤矿机电变频控制的概述

变频控制的技术，其实就是社会经济发展和进步到一定阶段时代的产物，它融入了计算机技术，电子技术以及其他技术的特征和优势，形成了综合性性质的技术途径。变频控制技术结合实际是充分运用半导体元器件自身功能来转换电源发送电流，使发电机设备转速获得有效调整从而达到环保节能目标。

随着科技的进步，半导体技术也在进行着优化，很大程度上推动着变频控制技术得到了优化和发展，同时也提高了变频控制的水平。在功能上、性能上也更加能满足现阶段的要求。在变频控制技术优化方面，其主要利用半导体器件来对工频电源电流进行调控和变化，以此来达到对不同机电设备的电能调控，在提升生产质量和效率的前提下，减少生产需要消耗的电能。

2 变频节能技术的应用状况

变频技术用于煤矿开采操作中可以有效地推动机械设备运作的性能提升，以此作为基础进一步地完成对煤矿工作效率和作业效率进行高效改善，进而还能够系统地推动整个煤炭行业获得积极的发展。现阶段，煤炭行业的安全生产问题已经得到了社会普遍的重视，变频技术被应用到煤炭机械设备之中，进一步促进煤炭行业整体发展。但是变频控制技术运用于煤炭行业依然存在很多问题与不足。

相比于传统技术而言，变频节能技术以交流电固定频率变换为主，推动交流电资源具有可变性，基于此可以有效地提高交流电应用频率和品质。在目前科学技术持续进步的前提之下，智能化模块正在逐步实现改进，从而也使变频技术应用的质量得以有效改善。把变频控制技术合理运用到煤矿机电设备当中，可以全面提高机电设备的性能指标和运行速率，同时还可以从本质上进一步加强对相关信息的传输，此外还可以在对于半导体器件合理运用的情况下实现交流电频率和电压都可以改变的控制装置。

3 煤矿机电变频控制技术节能途径

3.1 适用于提升机

煤矿开采过程中提升机起到了至关重要的作用，对传统运行技术来说，控制方法一般通过调节金属材料里的电阻器来调节交流接触器，或是鼓形控制板中断电，从而达到对升降机转速做出调整。变频控制系统运用于提升机的主要研究内容如下：

一是应用过程中将编程器和变频控制技术相结合，在编写特定指令时，对变频控制形式进行调节，并对电控系统继电器之间存在逻辑关系进行有效控制。同时变频控制器运用到提升机上，也能实现电路图和梯形图的精确变换，确保提升机的平稳工作。

二是变频控制技术运用到提升机上，只需利用少量外部线路就能对继电器进行控制，同时该方法能有效地降低机电内部继电器的个数，使提升机内部故障较多，空间狭小的状况得到进一步改善，给机电提供了一个良好的工作环境。

3.2 适用于皮带机

变频控制技术运用到皮带机上，可以使皮带机达到“软器”“软停”，继而弥补皮带机传统控制方式之缺陷，如起动皮带机时一般电流大，使装置内发热，发烫现象严重，严重时会剧烈波动电网电压而消耗大量能源；“液力耦合器”工作状态下，内部油温上升速度加快，并加大了各部门间摩擦而影响装置运行效果。采用变频控制技术可以确保皮带运行于稳定环境下并改善皮带本身性能。从工作频率和力矩来看，该装置能结合目前煤矿需要对其本身负荷进行适当调整和变化，既安全又效率高，同时也能有效地减少装置能耗。就煤矿机电运行而言，变频控制技术可以更充分发挥皮带机本身能量回馈作用，继而强化机电设备本身节能效果，并延长其使用寿命和减少检修等费用开支。

3.3 适用于通风机

变频控制技术运用到通风机上，可以让机电设备综合考虑工作环境要求，煤矿采出巷道存在风险等，对其本身风力大小进行恰当调节，避免出现风力浪费情况，达到节能效果。将变频控制技术运用到通风机设备上，就可以像皮带机那样实现“软起动”，避免了起动过程中因电流过大对电网运行造成影响，进而减少煤矿生产的风险，给工作人员创造安全工作环境。同时应用变频控制技术可以对通风机负荷进行适当调节，使得通风机不需要长期出满负荷运行，提高了通风机使用寿命同时减少了能耗。通常通风机会在较缓慢状态下完成工作，继而有效地控制使用强度并降低设备检修频率。最后要注意煤矿生产过程中要尽量避免2台通风机以同一频率工作，但需确保通风机风速值一致，以免因风阻不一致对设备工作状态造成影响。

3.4 适用于水泵

泵是煤矿生产过程中的重要设备，因为生产要处理大量水资源，因此泵在工作过程中会有大量能耗。在这种情况下，为能减少煤矿生产能耗并达到节能目的，变频控制技术可以运用到水泵上，也就是渗透到供水和液用泵上。本实用新型实施例可以使得水泵抽水开始，停止过程更顺畅，综合提高水泵机器运行协调能力和稳定度。同时变频控制技术应用到水泵上，能避免机械设备运行中各部件间损坏，降低水泵启停时所带来的极大能量消耗。以变频控制关键技术为载体，进一步降低机器运行时机械造成撞击力，避开水泵运行中出现异常问题，从源头上提升离心水泵使用期限。

3.5 井下变频器泄漏通信综合性系统

井下变频器漏泄通信系统综合性很强，另外还具备比较完善的服务，在目前国际煤炭生产领域里广泛应用于变频器通讯传输模式中。根据系统对技术和数据通道的有效设置，能把煤矿生产开采中的相关信息数据，有效传输出来。前端模块为全部变频式漏泄系统提供一个客观事实，由其中可伸出四根不同泄漏电缆线以高效地连接不同方向，同时也可以有效地连接天线，可以达到整个系统通信平稳。该系统上涨信号的功率主要功能是监控和视频监控系统，下行数据信号主要功能是完成变频调速器漏泄电缆线下行运输，鉴于此能够对控制系统中心进行合理信息数据支持。

3.6 故障检测技术研究

在煤矿安全生产和开采的过程当中，故障检测技术属于关键内容之一，其主要功能在于对煤矿生产和开采的各项信息进行及时收集，并通过对其进行分析，从而找出煤矿机电设备在运行中所出现的问题。在一定程度上采用煤矿变频器自动系统可实现将已有系统中各类数据有效融合，有效建立远程监测计划方案，将煤矿生产和开发利用中各项故障检测信息、开采经验等方案内容综合性在一起后进一步强化和优化，进而进一步提高开采方案质量。煤矿生产开采中变频式故障检测能够对矿井各项安全风险做出及时清查，以此作为基础进行目的性故障排除工作。