煤矿机电设备中变频节能技术的作用

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摘要:煤矿是我国重要的生产资源，是国家生产发展必不可少的重要组成部分，对煤矿的开采既要保证质量效率，又要保证节能安全。近几年节能减排成为国际热点话题，大多数国家都面临严重的能源危机，因此我国必须高瞻远瞩，不断升级改良煤矿机电设备，提升其技术含量。变频节能技术作为一种新型技术可提升煤矿机电设备的控制功能和节能性能，因此未来煤矿机电设备的发展必然与变频节能技术息息相关。基于此背景，对煤矿机电设备中变频节能技术的应用进行了分析，希望能为相关工作人员提供理论借鉴。

关键词:煤矿机电设备;变频节能技术;应用

煤矿资源在我国各行业的发展中扮演重要角色，是工业发展的基石。但从近几年的数据报告显示煤矿井下‘四大件’的耗电总量占总耗电量的60%左右，除了常规使用，还普遍存在浪费现象。在党的会议上强调，要实现经济发展与生态环境的和谐共生，因此开发节能技术缓解煤矿机电设备的耗电问题刻不容缓，变频节能技术具有良好的调速性能与节能效果，在保证生产质量的同时，可降低设备对资源的依赖，另外，其自动化程度较高，可大大提高煤矿作业效率。

1变频节能技术的基本原理和发展

变频技术是指通过改变交流电频率的方式实现对设备的自动化控制的过程，在变频技术的实际应用中可在系统前端给机电设备设置参数值，然后通过了解负载段的变化值改变设备的运转条件，进而提高机电设备的运转效率。相较于普通技术而言，变频技术能在同等的时间内增加运转速率，但对能源的消耗却同比下降。变频节能技术的作业公式如下:n=50f/p，n为电动机转速，f为变频器的输出频率，p为电动机的极对数，假如设备运转的频率在0－50Hz，则n的调节范围很宽。依据公式可知，变频调速就是根据电动机电源频率的变化来实现调速的。对煤矿的生产而言，作业环境相对特殊，要求技术要满足安全性，变频节能技术并不能轻易的在井下应用，不过随着技术的不断革新，变频节能技术的集成度越来越高。以空气压缩机为例，可以根据企业压缩空气系统的使用情况改良设备，而变频节能技术就是最好的选择，在空气压缩机上按照循环启动的方式闭环控制大约4台空压机的运行，然后由变频节能装置自动采集现场的气压，整个过程如图1所示。总的来说，变频节能技术可以很好的改善设备性能，对提高效率，维护效益大有裨益。

2煤矿机电设备中变频节能技术的应用

2．1变频节能技术在流体负荷设备中的应用。2．1．1风机中的变频调速。风机是煤矿生产的必要设备，目前已经出现了专为煤矿特殊环境所设计的变频调速装置，期望通过技术更新实现设备的功能升级，譬如晋煤集团某矿井在风机改造中把原来JRQ—1510—10型高压绕阻式电机改成了型号为JSI57—10的低压鼠笼式电动机，经技术改良后，1台变频器可以控制2台电机，相当于节省原来1/2的功率。同时，设备经过改造后，实际转速与之前相比下降了大约70r/min，电机的输出功率较之前相比也增加了1/3，风机所产生的风量和风压大大提高，不仅适用于矿井环境，还满足技术应用要求，最后在年终财报中发现，经过技术改进大约节省电费56万元。2．1．2泵中的变频调速。变频调速在矿区给水中的应用比较大，利用变频技术可以降低煤矿机电设备对机械的冲击，从而增加工艺系统控制的灵活性。对主排水泵而言，降低能耗必须有效控制其平滑、起停、加减速的指令，利用变频器和PLC控制器可以为水泵设备设计1套监控系统，从变频器的控制中降低水泵空转的频率，并且可以降低对设备的损耗程度。2．2变频节能技术在机械动力负荷设备中的应用。2．2．1变频节能技术在采煤机中的应用。变频节能技术在采煤机中的应用相对比较成熟，我国的采煤机变频调速系统早已从原先的一拖二改为了一拖一，这说明我国对交流变频调速采煤的技术研究较深。从应用实际出发，我国采煤机最大的行走功率为2×110kW，变频器电压为380V，在这种恒定条件下，可以对恒定功率进行调速，在2台变频器之间控制转矩平衡，进而增强采煤机的作业功率。以太矿采煤机为例，经过研发生产了型号为MGTY300/730－1．1D的电牵引采煤机，并将机器应用于范各庄矿中，由于该矿井的地理位置复杂，采区的倾斜角较高，普通采煤机无法达到作业标准，应用双变频电牵引采煤机可以对大倾角工作面实现实时调节，机器在边坡处也未发生下滑等现象。2．2．2变频节能技术在提升机中的应用。提升机在矿山中的应用较多，目前提升机变频器的研发也愈来愈符合施工标准，目前已经有数百台用于实践，其中最常见的型号为JD－BP32－185P，这种以变频节能技术为基础的煤矿机电设备在数字化控制上相对成熟，便于工人操作，在构思之初就安装了专门控制设备的软件，故而工程师可以通过数据传送了解其施工状态。变频提升机具有较高的兼容性，借此可为操作人员提供较为完整的输入输出接口电路。2．2．3变频节能技术在胶带输送机中的应用。胶带输送机在煤矿生产中起到运输作用，设备功率一般较大，且需依赖高电压，在以前的技术中往往会出现轻载或者空载的情况，虽然不会给煤矿生产带来问题，却在无形中浪费了资源，造成了电能的不必要浪费。在该设备中应用变频节能技术可明显缓解该问题，山西晋煤集团下属公司用四象限变频调速技术研发了新型胶带输送机，该设备可将电机产生的部分能量反馈到电网中，这样可以有效降低对能耗的使用。

3结语

变频节能技术在煤矿机电设备中的普及程度越来越高，虽然整体应用率还达不到国家期望的标准，但发展前景良好。我国煤矿资源丰富，但人均资源极少，因此必须充分了解当前技术，不断研发剖析新变频技术，进而推动我国煤矿产业的发展。

参考文献:

［1］张正斌．试论煤矿机电设备中变频技术的运用［J］．中国石油和化工标准与质量，2012，12(17):111－112．

［2］于淑珍．探讨我国煤矿机电设备中变频节能技术的应用［J］．黑龙江科技信息，2013，10(14):120－121．

［3］刘学伟．变频技术的使用原理及在煤矿机电设备中的运用研究［J］．数字化用户，2014，11(18):135－136．

作者:宋娅敏 单位:晋煤集团