煤礦機電變頻控制技術與節能分析

　　摘要：我國地大物博、資源豐富，但同時也是一個能源消耗大國，所以一直以來都萬分重視煤礦行業的發展。在煤礦生產作業中離不開各類煤礦機電設備，但煤礦機電設備普遍運行能耗大，有的生產效率也不高，極大的影響了煤礦綜合效益。后來，人們為了解決這一問題，將變頻控制技術應用到了煤礦機電設備中，從而既有效降低了煤礦生產能耗，又大大提高了煤礦綜合效益。

　　關鍵詞：煤礦機電;變頻控制技術;節能

　　引言

　　變頻控制技術是一種通過對變頻電源的應用實現對頻率進行轉換的過程。而我國煤礦的基數相對較多，所采用的變頻器的數量也在不斷提升。在一定程度上，有效提升了變頻控制技術在我國煤礦機電設備當中的應用，促進變頻控制技術得到一定程度上的發展。當前情況下，在信息化技術和數字技術的飛速發展的狀態下，促進變頻器得到更廣泛地發展。本文針對變頻控制技術的實際應用，有效改進了煤礦機電設備的基本性能，促進煤礦企業的工作效率的提升，在降低企業生產成本的同時，有效提升社會效益與經濟效益。

　　煤礦論文范例：煤礦生產安全與瓦斯監測

　　1煤礦機電設備存在的問題

　　1.1提升設備存在的問題

　　煤礦企業具有環境復雜、工作量大、工作強度大的特點，煤炭生產對機電設備依賴性較強，在煤礦生產過程中，提升設備是主要的機電設備之一。提升機主要發揮為生產的煤炭提供安全可靠的運輸以及運送煤礦工作人員的功能。我國傳統的煤礦提升設備主要通過在電動機的轉子內部電路中接入金屬電阻，通過電氣控制系統或者接觸器等對電阻進行切斷控制，通過這種方式來實現對提升設備的調節和控制。

　　這種控制方式盡管較為簡單，但是在實際生產應用中，存在較大弊端，主要體現在對電能的依賴性過強，電能消耗過大;此外，這種控制方式散熱性能也不理想，容易由于熱量提升造成其他意外情況發生;同時，由于利用電阻實現對提升設備的控制，限制了控制的有效范圍，提升設備運行中，速度和精度都無法得到保障，尤其在提升設備需要降速或者下行時，往往需要利用制動電源或利用低頻電源進行控制，這提高了設備損毀的概率，降低了提升設備工作效率。

　　1.2皮帶啟動中電流過大問題

　　我國煤礦企業進行煤礦開采過程中，皮帶機設備發揮著重要的作用，皮帶機設備的電機功率較大。皮帶機設備是通過機電設備繞組的降壓啟動實現頻率運轉的，運用液力耦合器帶動皮帶機運轉。皮帶機啟動時，往往會出現較大的電流，很容易造成電壓的波動，對電動機內部形成巨大的機械式沖擊，在這種沖擊下，電動機會產生大量的熱，使電動機在短時間內溫度升高，給電動機帶來較大的損害。另外，電動機在很短時間內實現啟動，導致皮帶機皮帶拉力加大，加大了對膠帶的損傷。不僅如此，液力耦合器在啟動的瞬間會出現油溫升高情況，將會給設備帶來較大損傷，不僅帶來安全影響，也增加了煤礦企業機電設備維修和維護費用，造成生產效率降低，提高生產運營成本。

　　1.3通風設備存在的問題

　　煤礦企業生產環境較為復雜，工作環境中常常有大量的煙塵和有害氣體，通風設備是煤礦企業機電設備中重要組成部分。煤礦企業通風設備通常需要長時間運行，在長期工作中，隨著煤礦開采進度的發展，礦井下的風壓也將發生變化，需要不斷加大通風設備的功率，這樣才能確保良好的通風效果，傳統的通風設備在速度調整方面存在很大不足，無法根據實際需求進行調整，給通風設備穩定性和可靠性帶來影響。

　　2煤礦機電變頻控制技術與節能要點

　　2.1通風機中的變頻控制技術與節能應用

　　通風機是在煤礦生產作業中需要運用到的一類十分重要的設備，但是以往通風機在運用中的一項難題是，通風機本身是無法進行隨機變頻的，所以往往會浪費大量的能源，不利于節能和提效。后來，隨著煤礦機電變頻控制技術的出現與發展，這一難題迎刃而解。在通風機中應用了變頻控制技術之后，可以根據實際煤礦生產需要而靈活調節其的電頻頻率，從而有效降低通風機運行過程中的能源消耗，并提升其作業效率。

　　以某煤礦的生產作業為例：某煤礦在生產作業中需要通風機達到2100m3/min的風量要求即可，但是其所應用的BDK40-6-No7型通風機的實際風量遠超這個數字，該通風機的總風量約為2970m3/min，在運行過程中的功率約為154kW，這意味著會浪費大量無用的功率;而在該通風機中安裝了2000kW的變頻調速器，并將變頻輸出頻率設置為39Hz、輸入電壓設置為400V之后，其在實際生產作業中若想達到2100m3/min的風量要求只需要消耗110A的電流即可，而在運行過程中的功率僅約75kW，與在使用變頻控制技術之前相比約可節約43%左右的電能。

　　2.2變頻控制技術應用于礦井提升機

　　在礦井提升機中，當變頻控制技術應用在驅動系統中之后，能夠有效解決諸多的不足之處，除了能夠增強設備的保護作用，還能提升設備的系統性，在平滑、無極變速等方面也得到了顯著改善。在應用方面，主要體現在以下方面。①與編程器的結合。在電控系統中，經過指令變換，可以充分控制繼電器，在此基礎上，可以將梯形圖以及電路圖進行靈活轉換;②在繼電器控制方面。不需較多的外部線路，不僅繼電器的應用數量顯著減少，在故障方面也得到了有效改善，還進一步解決了空間不足的問題;③對系統故障進行解決的時候，經過編程器以及觸摸顯示屏的運用，能夠為故障排查提供諸多的便利，在處理流程方面得到簡化，且可隨時了解電器以及機械故障情況。

　　2.3在皮帶機中的應用

　　煤礦機電設備中的皮帶機的啟動過程時間短，一旦皮帶的韌性不夠，則在系統啟動后，會發生皮帶斷裂的問題，從而影響正常的采煤工作。另外，皮帶機在啟動后產生的電流較大，時間一長對電網有著非常不利的影響，這個過程產生了嚴重的安全隱患。在皮帶機中采用變頻技術，不僅可以改善其原來的運行方式，同時產生的電流也有了大幅下降，保障了作業人員的人身安全。

　　這里我們使用變頻技術，可以讓傳輸皮帶機實現緩慢啟動，結合變頻技術改造后的皮帶機，在煤礦運輸空載少載時可以調整皮帶運輸頻率，減少能源消耗，也能使皮帶機的性能變得更加穩定。這樣一來，機電皮帶機對能源就能做到全面的利用，基本不會浪費電機的效率;同時高壓變頻器能夠有效達到皮帶機能量回饋功能，更加徹底地節約了資源，讓煤礦開挖為企業創造出更高的經濟效益，同時做到環保，符合我國可持續發展的戰略方針;設備的穩定運行也減少了損壞的概率，讓企業節省維修費用。

　　2.4變頻控制技術應用于井下水泵

　　在整個礦井中，井下水泵主要是起到排水的作用。在建井以及生產的過程中，由于富水區域的不同，以及季節的不同，在涌水量方面也會存在一定的差異性，可見，應該根據具體的出水情況，定期調整井下水泵的排水作業，正確認識水泵類型和涌水量之間的關系。在水泵中，經過變頻調節控制技術的運用，可以對設備進行改造與升級，依據礦井的排水量，合理調整電機的運轉功率，以及運轉速度，進而滿足礦井的實際排水需求，不僅能耗得到了有效降低，設備的工作期限也得到了有效延長。

　　結束語

　　綜上所述，在煤礦生產作業中離不開對各類煤礦機電設備的應用，但是傳統的煤礦機電設備大多運行能耗較大，從而導致了煤礦生產整體能耗較大。但是，自從出現并應用了煤礦機電變頻控制技術后，煤礦機電設備運行能耗得到了大大降低，過去的一些問題皆得到了有效解決，因此在未來煤礦行業的發展中，應當要繼續積極應用煤礦機電變頻控制技術來實現節能目的。

　　參考文獻：

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　　作者：周建東

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