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变频节能技术在煤矿机电设备中的应用王培林

发表时间：2020/7/20 来源：《电力设备》2020年第8期作者：王培林

[导读] 摘要：在整体煤矿生产的过程中，煤矿生产的安全和节能一直都是煤炭生产过程中的两条最主要的原则。

        （贵阳市节能监测站贵州贵阳 550001）
        摘要：在整体煤矿生产的过程中，煤矿生产的安全和节能一直都是煤炭生产过程中的两条最主要的原则。为了更好地提高煤矿的生产效率，并最终实现节能环保，就应改进煤矿的机电设备，使设备本身的技术含量提高。从整体发展的情况来看，变频节能技术在煤矿机电设备的应用中也发挥着非常重要的作用。
        关键词：变频节能技术；煤矿机电设备；设备应用
        改革开放以来，我国经济发展进入了一个崭新的阶段。经济发展速度提升的背后离不开各种能源的利用，现如今节能环保的理念越来越深入人心。这也意味着在煤矿开采的过程中，必须考虑节能。一方面可以降低开釆的经济成本，另一方面也符合可持续发展理念。
        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。其主要是由电源板、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。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，这就导致了设备的内耗过于严重，从而使得设备的使用寿命大大地减少。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。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。频率的改变其实也可以很好地实现调速的功能。
        2利用变频节能技术优化煤矿机电设备利用效率的策略
        2.1变频节能技术在煤矿通风设备中的应用
        通风机主要应用于煤矿生产过程中的井下通风，因为煤矿作业的地下操作较多，所以通风机的运行效率在很大程度上决定着工作效率，且对生产人员的人身安全有着非常重要的影响。如果通风机在使用中发生故障，就会严重影响煤矿的正常生产。如果大型通风机出现故障甚至可能会导致企业的停产和井下事故等各种严重的问题。大部分煤矿企业的通风机都处于全天运行的状态，因此需要消耗大量的电能。煤矿原来的工作方式为全年12个月，每月工作30天，通风机的功率通常在500~1000kW范围之内，通常情况下通风机会消耗掉煤矿生产电能的五分之一以上。通过引入变频节能技术可以有效对煤矿通风机的工作进行优化，煤矿企业通过对高效高能工作的推广并在国家法定假日实行，如此以来设备每年的休息时间可以达到2400小时，如果保风量为常规状况下的85%，那么变频节能技术在通风机的应用上就可以有效降低电能消耗量，下降比例高达27%。根据以上数据可知，变频节能技术在通风机中的应用不仅可以对通风机的调转速度进行调整，还能够有效促进通风机整体运行效能的提升。

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        2.2变频节能技术在煤矿采煤机设备中的应用
        煤矿采煤机是煤矿企业运行过程中的重要作业工具，在很大程度上支持着采煤工作的开展。采煤机能否有效运行，对煤矿的生产效率及工作人员的绩效薪酬产生着十分重要的影响。采煤机承受着较大的机械应力，在工作过程中需要在一条采煤动线上不断重复，而且由于工作环境温度低、湿度大且存在一定的腐蚀性液体和气体，所以，在煤矿运营过程中，采煤机常常会出现各种故障。但是，采煤机出现故障不仅严重影响着工作人员的生命安全，而且还可能引发各种严重的安全事故。变频节能技术在采煤机中的应用必须要从采煤机的特殊性出发，并在此基础上实现采煤机的升级改造。首先，技术人员可以从变频器的现状出发，在采煤机中装入相应的数控软件，有效利用变频器提升采煤机的采掘速度和工作质量，提高采煤作业的针对性和采挖效率。其次，变频节能技术可以减少采煤机的损坏，从而有利于节约采煤机的维修费用。然后，技术人员应加强产品的研发、升级，不断研究新型采煤变频器，提升变频器的兼容性，将以往的“一拖二”系统向“一拖一”系统转型升级，促进采煤机有效性的进一步提升。
        2.3变频节能技术在煤矿提升设备中的应用
        提升机主要用于对机电设备、产品及人员的运输，在日常工作过程中需要反复对提升机进行开关操作，因此提升机设备出现故障的可能性就比较大。为了确保提升机的运行效率，使其在复杂的环境中可以稳定运行，发挥更大的效能，通常情况下提升机的机电设备会采用固定频率的形式，在实际运行中电流和电压都处于稳定运行状态，所以在提升机应用变频技术相对比较困难。为了有效解决此项难题，当前技术人员采取的变频应用方式主要包括以下几个方面：第一，通过对有传感设备的半导体的应用，将提升机中的电流信号转化成其他形式的电流信号，变交流电为直流电。第二，通过对智能压力感应逆变器的使用，实现提升机电流、电压的智能化控制，实现提升机的调速运转。变频器在提升机中的应用不仅可以减少提升机的电能消耗，确保煤矿企业的正常运行，还能够实现对提升机的智能化管理与监控，及时发现提升机运行中的各种问题如过压、欠压等，同时对提升机运行中的电流情况进行监控，确保提升机的稳定高效运行，降低提升机出现故障的几率。
        2.4变频节能技术在煤矿胶带输送设备中的应用
        胶带传输设备主要负责煤矿产品的运输，也是煤矿企业的重要机电设备。在使用变频节能技术对煤矿胶带输送设备进行优化的过程中，一方面要考虑胶带输送设备高电压、大功率的特性；另一方面还要确保其生产性能和生产质量。为了有效利用变频器提升胶带输送设备的性能，技术人员做了以下几方面的调试：首先，智能监控胶带输送设备的运行速度，利用智能传感设备对变频器的电压和电流进行控制，自动调节胶带传输设备的运行速度，确保其运行速度始终适应于运输计划。其次，通过变频器和重力传感器的结合使用，重力传感器自动监控胶带传输设备上是否有物品正在运输，如果没有物品则通过变频设备对胶带传输机的电流进行调整，确保其在低速惯性状态下运行，减少空转状态的能源消耗。
        3结束语
        变频节能技术在煤矿机电设备中的应用是大势所趋，其技术的优越性在煤矿开采的过程中展现得淋漓尽致。当前，该项技术仍有较大的发展空间。根据人们的需求以及实践操作，不断挖掘技术，使得技术含量进一步丰富，满足人们生产的更多功能化需求。
        参考文献：
        [1]刘杰.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用[J].陕西煤炭，2019，38（2）：177-178+182.
        [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（5）：76-77.
        [3]彭潇.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用[J].数字化用户，2018，24（24）：52.