周建东
内蒙古准格尔旗特弘煤炭有限公司官板乌素煤矿
摘要：我国地大物博、资源丰富，但同时也是一个能源消耗大国，所以一直以来都万分重视煤矿行业的发展。在煤矿生产作业中离不开各类煤矿机电设备，但煤矿机电设备普遍运行能耗大，有的生产效率也不高，极大的影响了煤矿综合效益。后来，人们为了解决这一问题，将变频控制技术应用到了煤矿机电设备中，从而既有效降低了煤矿生产能耗，又大大提高了煤矿综合效益。
关键词：煤矿机电；变频控制技术；节能
引言
变频控制技术是一种通过对变频电源的应用实现对频率进行转换的过程。而我国煤矿的基数相对较多，所采用的变频器的数量也在不断提升。在一定程度上，有效提升了变频控制技术在我国煤矿机电设备当中的应用，促进变频控制技术得到一定程度上的发展。当前情况下，在信息化技术和数字技术的飞速发展的状态下，促进变频器得到更广泛地发展。本文针对变频控制技术的实际应用，有效改进了煤矿机电设备的基本性能，促进煤矿企业的工作效率的提升，在降低企业生产成本的同时，有效提升社会效益与经济效益。
1煤矿机电设备存在的问题
1.1提升设备存在的问题
煤矿企业具有环境复杂、工作量大、工作强度大的特点，煤炭生产对机电设备依赖性较强，在煤矿生产过程中，提升设备是主要的机电设备之一。提升机主要发挥为生产的煤炭提供安全可靠的运输以及运送煤矿工作人员的功能。我国传统的煤矿提升设备主要通过在电动机的转子内部电路中接入金属电阻，通过电气控制系统或者接触器等对电阻进行切断控制，通过这种方式来实现对提升设备的调节和控制。这种控制方式尽管较为简单，但是在实际生产应用中，存在较大弊端，主要体现在对电能的依赖性过强，电能消耗过大；此外，这种控制方式散热性能也不理想，容易由于热量提升造成其他意外情况发生；同时，由于利用电阻实现对提升设备的控制，限制了控制的有效范围，提升设备运行中，速度和精度都无法得到保障，尤其在提升设备需要降速或者下行时，往往需要利用制动电源或利用低频电源进行控制，这提高了设备损毁的概率，降低了提升设备工作效率。
1.2皮带启动中电流过大问题
我国煤矿企业进行煤矿开采过程中，皮带机设备发挥着重要的作用，皮带机设备的电机功率较大。皮带机设备是通过机电设备绕组的降压启动实现频率运转的，运用液力耦合器带动皮带机运转。皮带机启动时，往往会出现较大的电流，很容易造成电压的波动，对电动机内部形成巨大的机械式冲击，在这种冲击下，电动机会产生大量的热，使电动机在短时间内温度升高，给电动机带来较大的损害。另外，电动机在很短时间内实现启动，导致皮带机皮带拉力加大，加大了对胶带的损伤。不仅如此，液力耦合器在启动的瞬间会出现油温升高情况，将会给设备带来较大损伤，不仅带来安全影响，也增加了煤矿企业机电设备维修和维护费用，造成生产效率降低，提高生产运营成本。
1.3通风设备存在的问题
煤矿企业生产环境较为复杂，工作环境中常常有大量的烟尘和有害气体，通风设备是煤矿企业机电设备中重要组成部分。煤矿企业通风设备通常需要长时间运行，在长期工作中，随着煤矿开采进度的发展，矿井下的风压也将发生变化，需要不断加大通风设备的功率，这样才能确保良好的通风效果，传统的通风设备在速度调整方面存在很大不足，无法根据实际需求进行调整，给通风设备稳定性和可靠性带来影响。
2煤矿机电变频控制技术与节能要点
2.1通风机中的变频控制技术与节能应用
通风机是在煤矿生产作业中需要运用到的一类十分重要的设备，但是以往通风机在运用中的一项难题是，通风机本身是无法进行随机变频的，所以往往会浪费大量的能源，不利于节能和提效。后来，随着煤矿机电变频控制技术的出现与发展，这一难题迎刃而解。在通风机中应用了变频控制技术之后，可以根据实际煤矿生产需要而灵活调节其的电频频率，从而有效降低通风机运行过程中的能源消耗，并提升其作业效率。以某煤矿的生产作业为例：某煤矿在生产作业中需要通风机达到2100m3/min的风量要求即可，但是其所应用的BDK40-6-No7型通风机的实际风量远超这个数字，该通风机的总风量约为2970m3/min，在运行过程中的功率约为154kW，这意味着会浪费大量无用的功率；而在该通风机中安装了2000kW的变频调速器，并将变频输出频率设置为39Hz、输入电压设置为400V之后，其在实际生产作业中若想达到2100m3/min的风量要求只需要消耗110A的电流即可，而在运行过程中的功率仅约75kW，与在使用变频控制技术之前相比约可节约43%左右的电能。
2.2变频控制技术应用于矿井提升机
在矿井提升机中，当变频控制技术应用在驱动系统中之后，能够有效解决诸多的不足之处，除了能够增强设备的保护作用，还能提升设备的系统性，在平滑、无极变速等方面也得到了显著改善。在应用方面，主要体现在以下方面。①与编程器的结合。在电控系统中，经过指令变换，可以充分控制继电器，在此基础上，可以将梯形图以及电路图进行灵活转换；②在继电器控制方面。不需较多的外部线路，不仅继电器的应用数量显著减少，在故障方面也得到了有效改善，还进一步解决了空间不足的问题；③对系统故障进行解决的时候，经过编程器以及触摸显示屏的运用，能够为故障排查提供诸多的便利，在处理流程方面得到简化，且可随时了解电器以及机械故障情况。
2.3在皮带机中的应用
煤矿机电设备中的皮带机的启动过程时间短，一旦皮带的韧性不够，则在系统启动后，会发生皮带断裂的问题，从而影响正常的采煤工作。另外，皮带机在启动后产生的电流较大，时间一长对电网有着非常不利的影响，这个过程产生了严重的安全隐患。在皮带机中采用变频技术，不仅可以改善其原来的运行方式，同时产生的电流也有了大幅下降，保障了作业人员的人身安全。
这里我们使用变频技术，可以让传输皮带机实现缓慢启动，结合变频技术改造后的皮带机，在煤矿运输空载少载时可以调整皮带运输频率，减少能源消耗，也能使皮带机的性能变得更加稳定。这样一来，机电皮带机对能源就能做到全面的利用，基本不会浪费电机的效率；同时高压变频器能够有效达到皮带机能量回馈功能，更加彻底地节约了资源，让煤矿开挖为企业创造出更高的经济效益，同时做到环保，符合我国可持续发展的战略方针；设备的稳定运行也减少了损坏的概率，让企业节省维修费用。
2.4变频控制技术应用于井下水泵
在整个矿井中，井下水泵主要是起到排水的作用。在建井以及生产的过程中，由于富水区域的不同，以及季节的不同，在涌水量方面也会存在一定的差异性，可见，应该根据具体的出水情况，定期调整井下水泵的排水作业，正确认识水泵类型和涌水量之间的关系。在水泵中，经过变频调节控制技术的运用，可以对设备进行改造与升级，依据矿井的排水量，合理调整电机的运转功率，以及运转速度，进而满足矿井的实际排水需求，不仅能耗得到了有效降低，设备的工作期限也得到了有效延长。
结束语
综上所述，在煤矿生产作业中离不开对各类煤矿机电设备的应用，但是传统的煤矿机电设备大多运行能耗较大，从而导致了煤矿生产整体能耗较大。但是，自从出现并应用了煤矿机电变频控制技术后，煤矿机电设备运行能耗得到了大大降低，过去的一些问题皆得到了有效解决，因此在未来煤矿行业的发展中，应当要继续积极应用煤矿机电变频控制技术来实现节能目的。
参考文献
[1]杨向明.煤矿机电变频控制技术与节能分析[J].能源与节能,2019(09):52-53.
[2]仇剑博.煤矿机电变频控制技术与节能探讨[J].石化技术,2019,26(08):265+269.
[3]魏金玉,王衡.煤矿机电变频控制技术与节能应用研究[J].河南科技,2019(07):68-69.
[4]闫军.关于煤矿机电变频控制技术与节能问题探讨[J].资源节约与环保,2019(02):4.