变频节能技术在煤矿提升运输机电设备中的应用

陈恒

【摘 要】传统的煤矿机电设备其功率基本是恒定的，无论在什么样的工作需求下，都产生同样的能耗。在需求较小时，会出现不必要的能源浪费。将变频节能技术应用于煤矿机电设备，通过改变设备电流频率，可以调整其运行功率，设备所消耗的能源也会随之改变。本文主要介绍了变频器的基本构造和原理在煤矿皮带机和提升机系统中的应用，节能原理、节能效果以及变频器节能技术在煤矿行业的发展前景。

【关键词】变频节能技术;煤矿;提升设备;运输设备

变频节能技术主要是在半导体元件的辅助下，对电源电流工作频率进行有效的改变，实现能耗的降低。该项技术是以变频器为核心，其组成部分包括电极电容、键盘、电源板、控制面板等。变频节能技术通过改变电流频率来改善煤矿机电设备的性能，提高其环保性，广泛应用于提升运输等设备中。

一、变频节能技术的基本原理

变频节能技术主要利用技术改变电流频率，从而达到良好的节能效果。变频器主要控制电流频率，由电源、控制电路以及中间电路等组成，结构较为复杂，且这些零件的组合有效提升了节能效果。传统机电设备无法改变电流频率，不能很好的控制电流转数，机电设备会长期处于稳定运行模式，无法延长使用寿命。而变频节能技术的使用便有效改变了此种问题，它不但提升了设备的运行速度，还可以在满足实际矿产生产需求的基础上改变原有的运行模式，在降低能耗的同时也延长了总运行时间。在实际煤矿生产过程中，机电设备全天处于运行模式，对此，煤矿企业应在满足基本生产力的前提下，降低设备的功能损耗，延长其使用寿命。随着社会科学技术的快速发展，变频节能技术可以有效改善上述问题，其利用半导体材料改变了电流频率，将交流电转变为直流电，调节了原有的电流与电压，从而促使机电设备长期处于运行模式，满足了机电设备的自动运行。

如果把变频器安装到电动机，可以借助一定的技术手段来满足其输出要求，从而实现对能源消耗的有效控制。而电动机如果没有变频调节，那么就无法改变电力频率，不管工作处于何种状态，工作条件是否相同，都需要确保电动机在额定工作状态下运行，然而对电动机功率的要求往往无法得到满足，同时还会极大地浪费能源，造成不必要的损失。然而通过变频节能技术，电动机就可以结合实际负载，对输出频率进行调节，将能耗控制到合理值，在煤矿机电设备中，由于电动机负载状态的变化十分频繁，因此变频器的安装非常关键，其能够根据实际情况调节电机功率，提高运行效率。

二、变频节能技术在煤矿提升和运输机电设备中的应用

（一）提升机应用

在变频节能技术应用下，可以采用交流四象限变频调速系统来改善传统设备的缺陷。该系统属于数字化控制系统，可以通过电路或者信号的连接功能，实现远程设备控制模式，同时该系统还具备重量监测功能，使控制人员能够根据重量来把控提升机的速度，以此使设备的安全性得到提高。矿井提升机启动与操作的频率很高，并且在速度改变上有着较高的要求，在实际生产市场因为故障导致煤矿开采受到影响，为此，变频调节技术的应用对于提升机而言也有着十分重要的意义。

通过变速调节技术，可以使提升机的工作性能得到明显的提升。首先，其可以使提升机的加减速更加稳定，从而提高了整个系统的稳定性和安全性;其次，设备故障率降低，维修工作也相对轻松;此外，通过采用变频调节气，还能够对提升机能耗进行有效的控制，但是电阻通电产生的热能很高，显然这会增加能源消耗，造成不必要的浪费，而在变频器的作用下，这部分热能能够得到有效控制，并且在提升机下放速度减速时的过程中，电动机回将这部分电能向电网快速并人，如此能源利用率就得到提升。

（二）胶带运输机应用

变频节能技术可以通过交流四象限变频调速系统来远程调节胶带运输机的功率。因为在此系统之下，可以监控设备当前的热量，如果热量过高可以适當降低运输机的运作频率，如果不存在过热现象，则可以适当提高频率，在某种角度上实现了胶带运输机的“劳逸结合”。此外，胶带运输机还容易出现电机失控问题，针对此问题，通过交流四象限变频调速系统能够避免其发生。煤矿胶带运输机一般具有重负载、大惯量的特点。以往电机启动采用的软启动器在控制煤量时需要对电动机进行多次启动，这就增加了电机设备损坏的概率。通过引进变频技术，不管煤炭量变化与否，变频器都可以使电机启闭次数得以减少，并且其操作更加简单，可以增加胶带的使用寿命;其次，液力耦合器是各皮带传送机软启动采用的装置，这会导致电机控制失灵，进而损坏设备，通过引进变频调节技术，就可以有效解决这一问题;此外，在变频器的帮助之下，由于启动电流过大而造成的电网闸顶事故就可以得到有效预防，对于工作人员的安全起到了十分关键的作用。

三、变频节能技术的应用效益及前景分析

随着变频节能技术的不断发展，其在煤矿生产中的应用范围也在逐渐增大，且当前社会大力推广节能环保，为了提升煤矿生产的安全性，提升工作效率，在生产期间必须采用变频节能技术，有效利用节能减排功能，在促进煤矿企业良性发展的同时增强其社会经济效益。

（一）经济效益

变频器的大规模、大范围的投入使用使得设备故障大为减少，运转较为正常，且节能率大为提高，年为我矿节约投入近千万元。

（二）社会效益

变频器的使用，使得我矿在矿山自动化水平装备方面得到了较大的提高，同时使用新产品、新能源让我矿的原煤生产得到了具大的实惠。以后，我们还得加大新设备投入，以良好的装置正常的运转，为公司的强势发展做出更大的贡献。在未来发展过程中，变频节能技术在技术层面上的提升非常显著，其应用必然更加广泛，通过运用变频节能技术，煤矿机电设备的工作质量与效率将会得到显著提升。

（三）变频器节能技术应用发展前景分析

科学技术不断进步，电子技术与微电子技术得到了广泛的应用，变频节能技术的应用不仅可以实现电能的节约，而且还可以对生产工艺流程进行完善等等。虽然能源结构调整不断深入，煤炭消耗所占比重越来越低，但是巨大的基数使得其在未来发展过程中依然有着很大的需求量。煤炭行业的发展依然趋于稳定，这一产业的耗能很大，而国家倡导节能减排，因此煤炭企业必须对变频节能技术加以深入研究与运用，促使该项技术在企业发展过程中发挥重要作用，企业潜能得到激发。

四、结论

随着电力电子器件技术和自动化控制技术的不断发展，变频器节能技术越来越先进，性能越来越优越，将会在煤矿矿井通风、压风、排水、提升、运输等各个系统得到广泛的应用，将会使我公司成为一个在全国具有领先地位的数字化煤矿企业。

【参考文献】

[1]罗超荣.变频技术在煤矿机电设备中的应用[J].装备维修技术，2019（03）：22.

[2]乔海林，王伟.煤矿机电设备中变频节能技术的应用[J].电子技术与软件工程，2019（12）：222.

[3]杨晓东.变频节能技术在煤矿井下机电设备中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（12）：224-225.

[4]张培瑜.变频节能技术在煤矿井下机电设备中的运用[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（12）：230-231.

[5]陆发根.煤矿机电设备中变频节能技术应用分析[J].江西煤炭科技，2018（04）：131-132.