刘承虎 张明玉 张建 刘康
山东省济宁市微山县付村镇高煤公司，山东 济宁 277600
摘要：在我国煤矿产业现代化发展进程中，煤矿机电设备发挥了重要作用，越来越多的高科技技术和仪器应用到实际的设备节能管理过程中，帮助煤矿提高设备使用寿命，使煤矿生产更加安全、高效。
关键词：煤矿；机电设备；变频技术；节能管理
1煤矿机电设备应用变频节能技术的作用
在煤矿机电设备中应用变频节能技术可以按照实际的情况调整工作效率，降低机电设备耗用的电能。在实际的工作中可以根据各机电设备的工作内容和工作负荷进行调整。当前我国提出了可持续发展的理念，在各行各业中此技术应用广泛，在煤矿开采中各种机电设备能耗较大，通过变频技术可以有效降低电能消耗，降低企业成本，促进煤矿开采行业走上可持续发展之路。
2目前我国煤矿机电设备应用变频节能技术的现状
随着我国工业化的不断发展，煤矿的需求量越来越高，煤矿开采中耗用的电能一直居高不下，为了解决这种耗能高的情况，在我国煤矿产业开始应用变频节能技术于机电设备中，当前主要在采煤机、提升机、主通风机及皮带机中应用了变频节能技术。根据变频技术应用前后对比，能耗显著下降。基于这种形势，结合企业提质增效的根本需要，在保证煤矿开采效率和质量的情况下，深入开展变频技术的实际应用，有效降低煤矿开采耗用的电能，促进我国煤矿开采行业走上环保节能之路，是十分必要的。
3变频节能技术原理
当前，在我国煤矿开采行业中主要在采煤机、提升机和皮带机中应用变频节能技术，其工作的基本原理是：其工作的基本原理是：通过改变供电频率，从而调节负载。在变频模式的基础上，引入智能化电气系统，实现智能变频，例如机电设备在低负载运行时，运行频率自行调整，可以有效降低能耗；一旦设备满载运行，控制系统可将功率调至最高，这样既可以保证作业效率，又可以降低能源消耗，是当前我国煤矿开采行业中较为重要的研究应用工作。
4变频节能技术在煤矿机电设备中的应用措施
4.1采煤机应用变频技术
采煤机作为煤矿开采中的重要设备，涉及到了电气系统、液压系统及机械系统，将变频节能技术应用到采煤机系统中，可以有效降低电能消耗。采煤机按组成划分可以分为截割部、摇臂、行走部及其他控制系统组成：对于截割装置来说，根据不同的工作面以及地质条件可以调整不同的功率，节约电能；对于行走装置来说，采煤时不同地质条件下的牵引力大小不同，所以行走装置的频率也应该进行变频调节，在保证足够牵引力的情况下尽量降低电能消耗。通过变频节能技术的合理应用，可以提升整个采煤机的节能降耗，避免设备长时间满负荷运行，延长设备使用寿命。
4.2刮板运输机应用变频技术
在煤矿开采中，刮板输送机作为综采工作面必不可少的设备之一，其所承担的任务是将综采工作面中采煤机开采的煤输送出工作面。大型刮板输送机启动时会对系统电网造成较大的电流冲击，为满足实际生产的需求，为刮板输送机提供可调的、平滑而无冲击的启动力矩，即变频电机启动方式应运而生。通过配置变频电机及配套控制系统，在变频自动控制模式下可以实时监测刮板输送机的负载量，并根据负载大小调节变频器电动机的功率大小，有效解决了传统输送机软启动的问题，降低了刮板输送机断链的事故发生频次，还实现了对输送机的实时监测，进而调节电动机的功率，起到节能的效果。
4.3煤矿局部通风机变频器升级改造
在煤矿局部通风机中应用变频节能技术，主要是通过安装变频器，控制通风机电动机，实现对煤矿通风机的送风量、风速、运行效率以及稳定性的控制，全面提高局部通风机的节能效果。具体地，在变频器的选择上，主要是通过分析交-交变频器、交-直-交变频器两种变频器种类，来研究其调速的效果。在交-交变频器即周波变换器，其工作原理是把电网固定频率的交流电，经过功率半导体电路直接转变为频率可调的交流电。而交-直-交变频器即间接式变频器则是先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再将直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。交-直-交电压型变频器适用于单机快速调速系统，变频功率因数高，调节速度快，适用于局部通风机。
4.4水泵变频节能技术的应用
煤炭的开采与生产过程中根据实际情况，排水量的要求也不同，传统的煤矿开采中一般采用控制阀门开度调节从而调节水泵的水量。经常使用这种方式会降低水泵的使用效率，并且使得设备的使用寿命大打折扣。变频节能技术凭借变频器以及PLC控制器能够更为灵活的控制水泵的启动停止以及运行过程中的功率调节，能够很好的解决水泵在频繁的启动停止过程中带来的能源消耗问题，并且降低工作中对水泵的损耗，增长使用寿命，并保证设备在煤矿开采中的最优化使用。
5 提高应用效果的建议
5.1应用煤矿机电设备故障诊断技术
①智能化诊断技术分析。在现代化的21世纪，煤矿机电设备故障诊断技术也越来越成熟。智能化诊断技术是一种把设备信息自动采集技术与自动处理技术相结合的新型诊断技术。这项技术与以往效果单一、操作复杂的人工检测技术相比，更加便捷、智能、快速。通过将智能诊断技术计算机对设备数据自动采集，通过其一系列的运算分析，就可以对设备故障情况进行诊断。这项技术通过传感器感知，提高了煤矿机电设备故障诊断结果的准确性，降低了作业人员工作强度，是目前我国煤矿机电设备检测技术中重点研究应用项目。
②数字模型诊断技术。煤矿机电设备诊断技术的运行依赖于大量复杂的数据，这些数据形成了庞大的检测数据库，基于数学概率、统计等运算方式，再与传感器技术与动态检测技术相结合，最终形成完整的数字模型诊断技术。数字模型诊断技术通过对设备信息进行筛选和处理，留下真实、有效的信息，作为实际的煤矿机电设备故障诊断数据基础，便于故障诊断目的的达成。
5.2重视变频节能技术和机电设备的更新
变频节能技术凭借着在电能消耗、经济效益、运行稳定等方面的优势，使其在煤矿机电设备之中的应用日益广泛，成为煤矿机电设备发展的重要趋势。同时，随着煤矿行业的发展与成熟，会不断引入新技术、新工艺，在这种情况之下机电设备的功能与种类会越发丰富，变频节能技术也会不断与新型的机电设备进行融合与创新，矿山企业要重视变频节能技术的更新，一些老旧设备在性能上逐渐下降，可以运用变频节能技术对其进行一定程度的改造，通过有效的技术手段恢复其性能的同时，也可以进一步丰富机电设备的功能，提升其在煤矿生产过程中的应用效果，提升整个煤矿机电设备的工作效率。
6结束语
综上所述，变频节能技术在煤矿机电设备中的应用值得进行推广，利用这一技术，设备的运行速度、功率等能够更为准确的控制，并且能够降低设备在使用过程中的损耗，提高生产效率，保证生产安全性，在采煤机、刮板运输机、局部通风机以及水泵中，变频节能技术都能够发挥重要作用，不仅提升煤矿企业的经济效益，还促进我国煤矿行业向高科技装备的方向发展进步。
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