煤矿机电设备变频节能技术应用

煤矿机电设备变频节能技术应用

李华军肖蒙

陕西陕煤澄合矿业有限公司董家河煤矿分公司

摘要：随着我国经济的快速发展和能源需求的不断增长，煤矿作为我国重要的能源供应基地，其生产效率和节能减排成为关注焦点。在煤矿生产过程中，机电设备的能耗较大，因此，研究煤矿机电设备变频节能技术具有重要的现实意义。因此，将分析变频节能技术在煤矿机电设备中的具体应用，以期为煤矿企业的节能减排提供技术支持。

关键词：煤矿机电设备；变频节能技术；应用

引言

随着我国经济的快速发展，煤矿行业在国民经济中的地位日益重要，煤矿机电设备的运行效率和节能减排成为行业关注的焦点。煤矿机电设备变频节能技术作为一种调速性能可靠、节能效果显著的技术，在煤矿生产中得到了广泛应用。

1变频技术的定义及工作原理

变频技术是一种调节电机转速和输出功率的电气控制技术。其工作原理是通过改变电源频率来调节电机的转速，从而实现节能和调速的目的。在煤矿机电设备中，变频技术可以根据负载的变化自动调整电机转速，使电机始终在最佳工作状态下运行，从而实现节能效果。

2煤矿机电设备变频节能技术的作用

煤矿机电设备中的电机通常处于长期连续运行状态，传统的恒速运行方式容易导致电机能耗较高。采用变频节能技术后，电机可以根据实际需求调整运行频率，使电机始终在最佳工作点运行，从而提高电机运行效率。据研究显示，采用变频技术后，电机运行效率可提高10%～30%。煤矿机电设备变频节能技术通过调整电机转速，实现对设备能耗的合理控制。在满足生产需求的前提下，降低设备能耗，减少电费支出。据统计，采用变频技术后，煤矿企业电耗可降低10%～30%，具有显著的节能效果。煤矿机电设备变频节能技术具有良好的调速性能，能够满足煤矿生产过程中对设备速度的动态需求。此外，变频技术还能实现设备的软启动，减轻启动冲击，降低设备故障率，提高系统稳定性。煤矿机电设备变频节能技术可实现对设备运行状态的实时监控和调整，提高设备自动化水平。通过与上位机系统连接，实现远程控制和故障预警，为煤矿企业提供智能化、自动化的生产环境。煤矿机电设备变频节能技术能够降低电机运行过程中的损耗，减少设备故障率，延长设备使用寿命。据统计，采用变频技术后，设备使用寿命可延长5～10年。煤矿机电设备变频节能技术在提高电机运行效率、节能降耗、系统稳定性增强、自动化水平提升以及延长设备使用寿命等方面具有显著作用。随着变频技术在煤矿行业的不断推广应用，煤矿企业将获得更加显著的经济效益和环保效益，为我国煤矿行业的可持续发展贡献力量。

3变频节能技术在煤矿机电设备中的具体应用

3.1变频节能技术在采煤机中的应用

采煤机也是开采过程中所要用的设备之一。采煤机主要分为4个系统，包括为切割系统、运输系统、装载系统以及机械控制系统。引入变频节能技术，优点颇多，主要表现在以下两方面：（1）通过应用变频节能技术，切割系统能够针对不同的切割面灵活设置功率。如果切割面较大，就设置为大功率，如果切割面较小，就更换设置成小功率，避免了之前设备一直使用同一功率参数所造成的能源浪费，从而达到节能减耗的目的。（2）通过应用变频节能技术，装载系统可以根据煤炭负载量调控运行功率。而且运行功率还可以根据运载的不同阶段进行更改。由此可见，将变频节能技术应用到采煤机中，不但可以避免设备的长时间超负荷运行，而且能提升采煤机运行的安全稳定性，使设备使用寿命延长。

3.2变频节能技术在提升机中的应用

提升机在中国的煤炭开采作业中已经得到了广泛应用，但是由于在操作运行过程中频繁使用开关系统，设备的稳定性和使用寿命受到严重影响。此外，提升机运行过程中还可能存在空载和满载的现象，造成了能源的严重损耗和浪费。针对这一情况，过去的解决措施是将金属电阻加入电动机转子电路，从而实现有效调速。虽然这种方法略微减少了能源浪费，但是也存在极大的安全隐患，不利于保障提升机的长期安全运行。将变频节能技术应用到提升机中，再结合智能化操作技术的应用，能够有效通过远程操作实现高压变频调速，不仅可以保证提升机设备的正常运行，还能有效减少能源浪费。

3.3变频节能技术在流体负荷设备中的应用

煤矿生产中的流体负荷设备主要包括风机、水泵设备等。风机中变频节能技术的应用，有效提升了其转速，即使在最低速的情况下，也能实现良好的操作效果。因此，这一技术已经被广泛应用到国内大部分煤矿企业中。风机经过优良改造后，能依照矿井情况的不同进行及时调整，从而有效节约电能，避免了不必要的浪费。对于水泵，变频节能技术的应用能够实现对开关的有效控制，降低了水泵使用过程中由频繁使用开关造成的电能损耗。此外，该技术的应用还能实现对水泵的灵活操控，很好地提升了水泵设备的运行质量和生产效率。

3.4变频节能技术在风机中的应用

煤矿生产过程中常常需要风机的运行来保障作业人员的安全。以前风机的主要功能是稀释煤矿巷道内的有毒有害气体，使空气流通。变频节能技术的应用不仅能够大大提高风机的使用效率，还能使巷道内的风压保持在一个稳定的状态。煤矿通风质量良好，达到标准时，可以对风机进行停机控制，避免电能损耗。

4煤矿机电设备变频节能技术的发展趋势

（1）高度集成化。随着现代电子技术的飞速发展，煤矿机电设备变频节能技术将更加高度集成化。集成化的发展使得变频器体积更小、重量更轻、性能更稳定，且易于安装和维护。这对于煤矿生产环境而言，无疑提供了极大的便利。（2）智能化与信息化。随着物联网、大数据等技术的发展，煤矿机电设备变频节能技术将朝着智能化和信息化的方向发展。通过传感器等技术手段，实现对设备运行状态的实时监测，进一步优化控制策略，提高节能效果。同时，信息化的发展也将为煤矿企业提供更加便捷的管理手段，提高生产效率。（3）高效能效。在未来，煤矿机电设备变频节能技术将朝着更高效能的方向发展。通过采用更加先进的电力电子器件和优化控制策略，提高变频器的功率因数和效率，降低能源损耗。这将有助于煤矿企业降低生产成本，提高竞争力。（4）系统化解决方案。煤矿机电设备变频节能技术将朝着系统化解决方案的方向发展。不仅要关注单一设备的节能性能，还要考虑整个生产系统的能源消耗。通过优化煤矿生产流程，实现设备之间的协同工作，提高能源利用率，从而达到整体节能的目的。（5）绿色环保。在全球范围内，绿色环保已成为各行各业发展的关键要素。煤矿机电设备变频节能技术将在绿色环保方面发挥更大作用，通过降低能源消耗和减少排放，减轻对环境的污染。同时，废旧变频器的回收利用技术也将得到进一步发展，降低环境污染风险。

结语

从煤矿机电变频节能技术的作用和应用现状、煤矿机电设备变频节能技术的原理、变频节能技术在煤矿机电设备中的具体应用以及融合变频节能技术后的机电设备维护方案四方面简要探讨了煤矿机电设备变频节能技术的应用，希望煤矿企业对该技术加强重视及应用，推动中国煤炭行业在可持续发展的道路上继续和谐稳定地前行。

参考文献

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［2］王宇伟.探讨我国煤矿机电设备中变频节能技术的应用［J］.矿业装备，2019(5)：280-281.

［3］许晓林.煤矿机电设备中变频节能技术的应用［J］.科技创新与应用，2018(34)：171-172.