煤矿机电变频控制技术与节能分析

煤矿机电变频控制技术与节能分析

杨春辉 夏美珍 韩鹏飞

潞安新疆煤化工（集团）有限公司二矿，新疆 839003

摘要：在科学技术水平显著提升的背景下在煤矿机电设备中，充分应用变频技术是时代进步的需求，也是煤矿机电设备在新时代下发展的必然趋势。但是，就煤矿机电设备整体变频节能技术的应用状况来看，仍然存在着很多问题和不足之处，要想充分发挥出变频节能技术的作用，进一步提升煤矿机电设备的实际应用性能水平，就必须要针对煤矿机电变频控制技术的应用进行深入分析。

关键词：煤矿；机电控制；变频技术；节能

引言

随着目前对排放控制概念的深入研究，煤矿机电设备对变频控制技术应用的需求进一步增加，变频控制技术的应用更为关键。因此应加大对于变频控制技术的研究，提高其在煤矿机电设备中的应用，以促进我国经济社会的不断发展，达到可持续发展的目的。目前煤矿机电设备急需要变频控制技术的应用，以促进煤矿机电设备的高效运行和发展，实现我国能源的高效开采和利用，达到可持续发展的目的。

1变频节能技术概述

变频节能技术是一种借助半导体器件，通过对作业时交流电源频率的调控，实现电源供应与设备能耗的实时匹配，最大程度减少无功功率，达到降低能耗的目的。该技术应用的核心组件就是变频装置，其主要构成部分包括逆变装置、整流用晶闸管、脉冲发生器及中间直流装置等。作业时，通过将变频装置添加入生产设备控制线路中，实现对设备动力组件运行频率的调控，从而实现对生产设备运行速度的控制。而对于煤矿生产机电设备而言，其不同作业状态下的负载会存在较大差别，通过增设变频装置使得设备根据不同作业任务输出相应的作业功率，在最大程度上降低能耗，提升设备性能，实现煤矿综合效益的提升。

2变频技术原理

在我国的变频节能技术在近些年来的智能化程度以及智能化水平变得越来越高，在煤矿中也得到了广泛的运用。但是因为我国在能源节约这一方面的关注比较晚，造成了变频节能技术运用到煤矿机电设备内的发展比较缓慢，同时也存在着一些问题。智能技术以及数字化技术取得了快速发展，这在一定程度上促进了对变频节能技术的深入研究。对于变频技能的工作道理，关键是把工频信号的转变为其他方式的频率信号，之后经过专业的装备把信号转变成交流电、直流电，再经过逆变器完成对电流电压的管控，这就是目前进程中比较显见的无极调速。同一时间，机电器备变频技能所应用的电流频率和电机的转速度形成正比，经过电流管制电机转速会让电机的运动更加平稳，变频电路中每个部分互相关联、互相影响，在减少耗能的同期提升了全部的生产速率。

3煤矿机电设备变频控制技术与节能的应用

3.1运输设备中的变频控制技术与节能应用

在煤炭资源的开发过程中，运输设备的应用十分普遍，主要是通过绕线电机进行转子绕组，进行降压启动，进而开展工频巡行，以液力耦合器为主导实现力向皮带机的转换。矿山煤炭开采时，皮带机首先驱使轮毂产生动力并实际运行，充分利用摩擦力促使皮带转动与稳定运行。皮带利用摩擦力及其自身张力，实现皮带在滚轴上的合理运行。通常来说，煤炭资源生产作业时，启动皮带会产生较大电流，出于对这种现象的有效规避，可将电阻串接于转子上，以实现转矩的优化与改善，降低空载系统压力。这些技术措施的应用，可以起到一定的技术效果，但在减少皮带启动电流方面的技术效果有所不足，有可能导致电网电压稳定性不足的问题，甚至造成电机设备内部温度过高。皮带机设备启动时间较短，且长期使用过程中会出现运输设备老化或皮带断裂等问题，因此应当做好对于皮带养护与管理工作，避免出现由于皮带机实际运行效果有所不足而导致煤炭资源开采安全及效率受到影响。另外，在液力耦合器在实际运行过程中，也有可能出现设备内部温度异常升高、设备部件严重磨损等问题，都会导致设备维护管理成本增加，也导致设备运行对周边环境造成较大的影响。这些问题的存在，都会导致煤炭资源正常生产受到影响，为此可将变频控制技术应用于液力耦合器当中，保证皮带机设备启动与停止时，皮带能够软起、软停，保证设备稳定运行。另外，应该优化变频控制技术，实时观察皮带负载情况，调整力矩与输出频率，有效规避由于设备过载运行所产生的危险。

3.2风机中的变频控制技术与节能应用

在采煤过程中，风机主要用于矿井，通过使用风机，矿井内部可以通风。由于矿井的运行完成程度不同，风机速度要求也不同。因此，风机要求始终工作，以便风机能够满足精度、速度和范围要求。同时，即使在风机运行时也需要进行维护，然而，频繁维护风机会导致成本增加。因此，相关人员要有效地结合风机和变频控制技术，更好地控制风机的运行。风机逆变技术在原有的综合信息技术和发动机转速技术基础上，结合其他控制技术以达到更高水平的运行。这样不仅可以对风机的效率形成控制效果，而且有效地控制能耗，有效利用能源。风机可以设定自己的速度，无需更换，从而在一定程度上降低了维护成本。此时，风机始终处于运转状态，开关频率不高，节省了开合所带来的高消耗。另外，风机要经受控制，以有效降低能耗。

3.3电控绞车中的变频控制技术与节能应用

古板的斜井绞车管控系统很多采用的是交流绕线式电机串电阻调节速度系统，电阻的投切简单而言都是应用接触器来管制，这样的管制系统突然碰到高强度的工作环境，比如应用次数过于太多等就会产生交流接触器主触头产生氧化的状况发生，从而致使装备的故障。以此同时，古板的管制系统的管控层次也比较低，管控也不是很准确，综合性质及其不好，通常会致使各种各样的问题比如停车地方不精确等。变频技能刚好能够处理上面的问题，并且还具有其他优势，比如电压波动的区域可以管制在较小的区域内，频率波动的区域管控也比较精确，输出功率与频率具有高度可调节性能。因而依据这些结果不是很难看出，变频技能在电控绞车体系上的运用提高了电控绞车体系的过载能力，可以完全满足运用与操行的需要。并且还提高了自动转矩的低频运转额能力以及供给重要的保护功能。因此，电控绞车应用变频技能能够完成更好的可控性，并且管控精确度也会有所提升。

3.4作业面采煤机中的变频控制技术与节能应用

作为井下煤炭回采的直接设备，采煤机生产故障的发生会直接造成整个生产回采作业面的停运，而通过引入变频控制技术，则可以极大程度改善这一问题。现阶段，中国变频控制技术的应用水平较高，实际应用中借助变频控制技术可以实现采煤机的恒速运行，并且确保不出现下滑跑车等现象，使得作业的有效性大幅提升。此外，变频控制技术的引入也使得采煤控制系统变得更加简洁、快速，操作速度明显提升。

结语

综上所述，变频调控技术由于能够实现速度调节，而且能够很好的起到节能效果，在实际应用过程中的操作也相对比较简便，能够进一步提升煤矿机电设备的工作效率，不会占用大量矿井空间，因此在煤矿机电设备中实现了广泛应用，使得煤矿机电设备运行的可靠性得到了有效提升，也使得煤矿生产作业成本得到了有效控制。

参考文献

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