国家能源集团锦界煤矿管理处 陕西省榆林市 719319
摘要：我国工业化生产的欣荣发展离不开煤矿资源的支持。在利用机电设备进行作业时，需借助节能技术对能耗进行控制，这样可以降低煤矿开采所耗费的电能。要想实现节能目标，首先要有明确的规划，在现阶段下，可持续发展战略不断深化，在这样的社会发展趋势下，我国在进行工业生产的过程中，要尽可能地做到用更少的能源消耗换来更加高效的工业生产。
关键词：变频控制技术；煤矿机电设备；应用
引言
煤矿开采是一项必要的工作，但是在开采过程中，不仅使环境得到污染，同时还使能源消耗的总量不断提升，我国的一些煤矿企业也在不断进行技术创新。但是开采煤矿需要应用很多设备，设备有很多种类，同时还有比较复杂的类型，所以在应用过程中，需要消耗大量能源，但是变频技术的出现，使上述问题得到解决，在煤矿机电设备中，使用变频技术，不仅可以使环境污染降低，而且还可以减少能源消耗的总量。
1变频控制技术的优势
变频控制技术的优势主要体现在两方面，一方面可以使机电设备的运行更加平稳，另一方面可以使机电设备更加节能。煤矿大功率用电设备较多，在运行过程中会有大量的谐波进入到电网中，这会导致机电设备运行时出现一定的异常，例如振动加剧、发热。交流电源经过变频后波形更加标准，使交流电机在运行时更加平稳。此外，交流电机的转速与电源的频率呈线性关系，采用变频控制技术可以对电机进行无极调速，减轻设备在启停时的振动。节能是变频控制技术最大的优势。当电机的转速由N1变化到N2时，电机的输送功率P2/P1=（N2/N1）3。也就是说，当电机的转速降低10%时，电机的功率降低了27%。在很多情况下，煤矿机电设备并不能达到满负荷状态，例如皮带输送机等。变频调速技术在使用过程中能够按照机电设备的工作量对速度进行调整，当机电设备的负荷低时，可以利用变频控制技术降低电机的转速，这样可以节省大量的电能。经过统计，采用变频控制技术后，机电设备将节能30%～80%，这可为煤矿创造可观的经济效益。
2变频控制技术在煤矿机电设备中的应用
2.1在矿井通风机中的应用
井下通风是保证井下工作人员供氧量、降低井下有毒有害气体含量的重要方法，主要由井下通风机实现，实现对煤矿生产安全水平的有效维护。对于以往的井下通风机来说，其运行功率始终保持在恒定状态，依托风机叶片的安装角度达到调节风量的效果，不仅运行效率偏低其繁琐程度更高。对于井下通风机来说，其工况点与通风阻力之间存在着相对紧密的联系，一旦矿井的通风阻力发生变化但是风量保持恒定，则井下通风机极有可能处于低效率运行的状态下（低效率工况点运行）。相关研究表明，井下通风机的电能消耗偏高，最高可以达到煤矿生产机电设备总电能消耗的一半。此时，如果井下通风机处于低效率工况点运行的状态，那么会造成大量的电能被浪费，煤矿生产整体的效益下降。而通过引入变频控制技术就能够达到缓解上述问题的效果，通过在井下通风机中应用变频控制技术，则风量的自动化调节可以依托矿井通风阻力的变化完成，促使井下通风机的运行状态得以改善与优化，使得井下通风机的运行始终稳定在高效工况点水平下。诚然，对井下通风机落实变频控制技术改造会产生较大的成本，但是其节约电能的效果极为可观，能够推动井下通风机运行成本的大幅下降。同时，依托变频控制技术在井下通风机中的应用，可以使风机的运行状况始终稳定在平稳水平，达到延长井下通风机使用年限的效果，减少风机的后续维修成本，在维护煤矿生产安全性与经济效益方面发挥着重要作用。
2.2在采煤机中的应用
采煤机是煤矿开采工作实施的基础所在，一般情况下，采煤机有三个核心系统，即电气系统、液压系统和机械系统，变频节能技术应用于采煤机中，主要是对这三个系统进行优化和调整，进而达到采煤机节能的目的。如果从组成成分分类，采煤机又可以被分为切割部、装载系统、行走装置的部分。首先，对于切割部来说，针对矿井下不同类型的工作面其功率要求也有着细微的差异，因此就需要结合具体情况对功率进行调设，比如说采煤工作面比较大的情况下，如果切割机的功率比较小，那么可能就会导致切割费时费力，进而在无形间增加工作量，造成不必要的能源消耗，应用变频节能技术，对切割功率进行灵活调整，可以更好的优化切割质量，提高工作效率。针对装载系统，在应用变频技术时，则需要结合采煤量对运行功率进行调节控制，要保证装载速度与采煤速度彼此能够密切配合，如果装载速度慢于采煤速度，那么可能会导致大量煤炭资源难以及时被装载，这样使得会对开采效率产生影响。针对行走装置，关键在于对牵引力进行合理的控制，牵引力控制不合理的情况，行走装置的功用可能难以有效发挥出来，这样必将会对设备的有效应用产生不良影响。一般来说，行走装置运行期间，牵引力充足的情况下，应当最大限度降低对电力资源的消耗，设备运行时，要控制好运行时间，因为采煤机并非是在所有情况下都需要满负荷运行的，所以说，在其没有满负荷运行的情况下，可以借助变频技术对负荷进行优化调整，以便更好的延长设备使用寿命。
2.3在空气压缩机中的应用
螺杆式空压机是通过加载和减载交替进行的运行方式，加载时向管网内打风，减载时电机空载运行，因此，在减载时电量都被浪费了。电动机的转速本身是不能改变的，只有通过改变电动机的频率来调节运行转速。变频控制就是通过改变电动机输入电源的频率来改变电动机的转速，控制空压机单位时间的出风量，达到控制管路的压力的目的。某煤矿首先引进了变频控制技术，压缩机组的供气量与系统所需风量动态匹配，根据系统用气量来调节压缩机电机转速，避免了电动机空载运行以及频繁的加卸载所带来的能量损耗和对电网的冲动，使电机的输入功率大大降价。
2.4在皮带运输机中的应用
皮带运输机承担着运输煤炭或物料的任务，在煤矿生产中不可或缺。在传统的皮带运输机运行过程中，普遍使用交流电动机（工频拖动与耦合器配合）完成对煤炭与物料的运送，运行效率整体呈现出较低水平。同时，如果运送的物料重量增大，皮带的磨损程度会随之提升，容易出现故障问题，维修养护成本偏高。而依托变频控制技术的应用就能够解决上述问题，通过在皮带运输机中引入变频控制技术，能够根据现实工况对皮带运输机的运行速度、张紧程度实施自动化调节，提升工作效率。例如顺槽长距离运输胶带机，应用变频控制技术，工作人员可以直接通过上级自动化系统监控、控制皮带的运行情况，并由变频控制系统自动完成调速，降低皮带运输机启动过程中启动电流对整个系统造成的冲击程度。同时，在皮带运输机的运行中，输送皮带运输机材料的总量与皮带的转速之间始终保持着一定的比例关系，促使其工作效率及质量明显增强。
结语
综上所述，煤矿机电设备中变频控制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控制技术还没完全普及，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，将变频控制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。
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