摘要：在煤矿机械设备中应用变频器节能技术，有利于将设备能源的消耗，提高煤矿生产效率，该技术在煤矿生产中起着重要的作用。文章结合变频器在Ｘ主扇风机上的应用情况进行介绍，结果表明采用高压变频器对煤矿主扇风机设备进行调速节能改造，具有良好的社会效益和经济效益。通过对变频器在煤矿工程中的应用进行论述和节能分析，说明变频器在工程中的应用可行且经济，煤矿的自动化水平得到进一步提升，煤矿生产过程更加安全可靠。
关键词：高压变频器；主通风机；应用
引言
随着煤炭开采量的增加，煤矿作业环境的危险系数增大，其中最为危险的因素便是瓦斯量的增加。由于过度开采，使得煤矿的煤层、岩层以及采空区域瓦斯涌入量越来越多，如果仅仅依靠通风装置进行处理，很难使瓦斯量恢复到正常。而利用管道和瓦斯抽放泵可以很大程度地解决这一问题，使得煤矿井下环境更加安全。但由于这一设备受到抽放量的制约，使得事故频发，而利用高压变频器的调速、调频性能，能够合理控制抽放量，让瓦斯严格控制在标准范围内。高压变频器的应用使煤矿瓦斯抽放泵的效能发挥到最大水平，又起到了节能的效果。
1变频器在煤矿主通风机中应用的不足
1.1变频器的节能作用有限
虽然变频器对于节约能源有一定的作用，但这种效果从整体上看不是太大，它的节能作用其实很有限。设计师在设计主通风机时，会按照其最大用风量对其进行设计，然而在煤矿主通风机的最初运行阶段，它所需要的最大用风量达不到这个程度，因此相关的工作人员要将风量调小，所以间接上增加了风阻，从而造成了能源的浪费。因此我们需要使用变频器来减少这部分的浪费，但是变频器在工作时也会消耗一部分的电能，它大约会消耗自身总功率5%的能量，而且变频器的工作还造成了电机设备以及其内部使用材料的损害。同时，我们在使用变频器时，为了保证其在良好的环境下工作，还需要为准备一定数量的空调，而这又在一定程度上消耗了部分电能。所以虽然变频器可以节约一些能源，但是使用时也会消耗一部分能量，因此从整体上来看，变频器的节能效果有限。
1.2供电质量
主通风机供电质量影响因素包括主通风机电网运行可靠性及稳定性、电源系统的恢复能力两方面。主通风机保持稳定持续运行主要依靠消耗电能实现。电网供电中断势必造成主通风机停机。主通风机电源的可靠性、稳定性成为保证风机安全运行必需具备的条件之一，是因为一个电网往往供电距离长且关联众多设备，任意一台设备出现故障均有可能引起电网波动，甚至电源中断，遇恶劣天气更易发生供电事故。电压稳定对于大负荷的煤矿设备来讲相当重要，是因为煤矿生产时段和非生产时段负荷差别较大，线路压价波动大。对于一些老矿井来讲，电网改造往往较滞后，与设备增容速度不匹配。当供电距离远时，电网电压波动往往超过10%，可能导致部分设备无法正常工作。多数煤矿处于电网末端用户，由于设备多、负荷大、设备起动电流大、电网供电级数多、各级短路电流接近、上级整定值限制等原因，常将速断作为主保护，导致高压故障短路无选择性，越级跳闸现象时有发生。电网短路故障发生时一旦越级跳闸出现均有可能引起主风机失电停机。电源系统的恢复能力也是考核供电质量的重要内容。主通风机一般有两回路电源，分裂运行或一个回路在用，另一回路热备用。一旦有一个回路故障停电，可使用另一回路恢复主通风供电和启动风机运行。
1.3对于交流调速系统中易出现的问题分析
在实际的煤矿提升机应用过程中，仍旧会运用交流单机提升系统，而且所应用的调速方式依旧是绕线电机转子串联电阻，这样的使用方式将会引发诸多的问题。一，调速属于有机调速的范畴，因此，将会导致运行出现不稳，最终极易引发机械和电气冲击问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆二，当煤矿提升机在实际的运作过程中，还会受到绕线电机滑环出现接触不良等问题的影响，引发设备故障问题，极大的阻碍了提升机的运作进度，还降低了系统的运作效率，无法满足实际的煤矿生产需求。三，转子回路串联情况，将会增加能源耗费，间接地提升了煤矿生产企业的运营成本。四，在启动和关闭电流的过程中，在此过程中所导致的电流冲击较大。
2煤矿主通风机变频节能技术应用
2.1风机风量调节方式的选择
在煤矿生产过程中，必须要根据实际生产需求来实时调节风机工况，所以矿井通风网络与风量需求并不是固定的，是动态的。以往主要是通过调节风量节流以及对叶片安装角度进行改变来达到风量调节的目的。该种模式必须要在停机状态下才能操作，不仅影响风机效率，而且风量节流调节还会导致不必要的能源浪费。而结合负压值变化规律来应用变频调速技术来对风机转速进行自动调节则能够保持风机效率的情况下进行，并且能够在各工况正常运行的基础上对风机风量进行调节。风机属于平方转矩类负载，所以可以选择与风机水泵使用相匹配的通用型变频器。通常情况下，在选择变频器时应当充分考虑主扇风机电机的额定电流，并且其电压等级应当与电动机以及电源额定电压要求相符。需要注意变频经常运行频率不可过低，避免电动机温度异常。如若变频器具有较大功率的，其输入端可采用输入电抗器，从而对电网电压波动起到有效的抑制作用，从而确保变频器的运行稳定与安全。
2.2在胶带输送机上的应用
胶带输送机是煤矿生产中运输煤炭的主要设备，它主要由电动机、减速机组成，采用联轴节以液体为媒介进行传动，因在长距离运输中具有较好的优势，在煤炭生产中得到了普遍的应用。胶带输送机功率较大，启动时较大的瞬时电流容易造成电路系统不稳定，而且在频繁的开启和停止时惯性作用冲击力较大，长此以往很容易造成设备的损坏。胶带输送机一般用于长距离或有倾角的运输，往往需要带负荷启动，而定频启动时重负荷启动瞬间作用于胶带的力较大，容易造成胶带输送机断带伤人或出现打滑、煤炭散落等问题。
2.3变频技术在采煤机中的应用
在煤矿生产中，主要以机械化生产方式为主，这就需要对采煤机的大量应用，可见采煤机已经成为现代煤矿生产中重要的生产设备，因此，采煤机的性能、作业水平以及系统的稳定对煤矿生产效率有一定的影响，一旦采煤机出现故障就会影响煤矿正常生产，造成经济损失。而造成采煤机发生故障的原因有很多，其中作为明显的，并且比例较高的就是采煤机内部结构的性能发生变化，功能发挥受到影响，甚至出现体制运行的现象，并且内部结构性能故障问题其维修难度也非常大，不仅耽误采煤机正常作业效率，还会增加维修费用的投入。自从变频技术的诞生与应用，在采煤机中，加强对变频技术的应用，开始实施变频调速系统，使得采煤机性能得到改善，实现采煤机系统结构可自动化控制，提高采煤机运行效率，减少损坏程度。延长采煤机使用寿命，变频技术在采煤机中得到广泛应用。
结语
随着矿井开采的不断延伸，采用软启动、“一键式”倒台、不停风倒台的轴流式通风机在技术改造方面显得更为迫切和重要。旋轴流式通风机在我国矿山企业中的广泛应用和自动化产品的不断成熟为我们充分发挥对旋轴流式通风机的综合技术优势提供了更为广阔的应用前景。
参考文献：
［1］刘法治．PLC在矿井通风控制系统的应用［J］．化工自动化及仪表，2007，34（6）：88-89．
［2］王占奎．交流变频调速技术应用例集［M］．北京：科学出版社，1995．
［3］蔡行健，鲁炜，王颖，等．深入浅出西门子S7-200PLC［M］．北京：北京航空航天大学出版社，2004．
论文作者:唐东
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/11
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