新密市超化煤矿有限公司大磨岭煤矿 河南新密 452370
摘要：随着我国经济的发展，煤矿企业的有了很大进展。但煤矿资源开采中，特别是小型煤矿企业矿产资源开采中，依然存在很多问题，应用落后的开采技术，安全性差且资源浪费严重。为了预防这一问题，煤矿企业应用变频节能技术，有效提高机电设备生产效率。基于此，本文主要论述了煤矿机电设备中，变频节能技术应用的相关知识，仅供参考。
关键词：煤矿；机电设备；变频节能技术；探讨
引言
目前，我国煤矿开采效率不高、耗电严重、安全管理低下等问题越来越严重。“十三五”规划后，煤矿能耗严重的问题被予以高度重视，已然成为社会关注的新焦点。煤矿耗电主要是机电设备，如风机设备、运输机械等。这些机电设备耗电能量占煤矿开采耗能的60%以上，且这些耗费的电能没有被再次利用。因此，煤矿开采节能的关键环节是机电设备节能。
1煤矿机电变频控制技术
变频控制技术属于社会发展和进步的主要产物，有效地联系了计算机技术以及电子技术的优势和特征，建立一种具备综合性质的技术措施。在使用的时候，变频控制技术就是充分地借助半导体器件所存在的作用，转变了电源所发出的电流，这样可以有效地调整电机设备的转速，达到节能的效果。详细地来说，变频控制技术就是把电源的交流电转变成直流电，之后把直流电转换成其他的交流电，或者就是把电源的直流电借助逆变的措施变化成交流电，如此可以有效地满足机电设备的使用需求。对于电流的转换，就是转换电流的频率，确保交流电、直流电以及交流电能够有效地进行转换。如今技术持续进步，半导体技术持续完善，如此可以使得变频技术获得显著的发展，而且可以越来越完善，不仅能够显著改进变频技术，而且可以使得功能以及性能可以有效地满足现阶段所存在的需求。在完善变频控制技术的时候，主要就是借助半导体器件来控制工频电源的电流以及改变电流，这样可以有效地控制机电设备的电能，而且可以显著提升生产质量以及生产效率，最主要的就是可以降低生产时期对于能源的消耗。
2变频节能技术基本原理
简单来讲，变频技术是利用电流频率的改变，对电机转速进行控制，实现自控目标，频率改变没有额外的转差损耗，已经成为一种现代化调速形式。变频器是该技术的核心设备，而变频器构成比较复杂，主要包含整流器、直流环节、逆变器与控制电路等几部分，其中整流器可将交流电转换为直流电；而直流环节发挥滤波作用；逆变器则是将直流电转换为可控频率交流电，并输出给电动机，是变频器设备的核心元件。应用变频节能技术，旨在促使设备运行更加平稳，无论工作状态如何，以防传统直流电动机保持额定频率导致能源浪费。将变频节能技术应用于煤矿机电设备，结合负载变化对工作频率进行有效调节，增强设备运行的稳定性。
3煤矿机电设备中变频节能技术的应用
3.1采煤机
采煤机是煤矿开采的核心设备，集机械、液压、电气为一体，组织结构复杂且庞大。由于地下煤矿工作环境非常恶劣，导致采煤机经常出现故障，给采煤企业造成了巨大的经济损失。但是，利用采煤机进行采煤，可以减少人工劳力，提高采煤的安全性，且机器可日夜工作，提高了采煤的工作效率。随着我国数字化技术和计算机技术的高速发展，采煤机更加智能化、人性化、简单化，采煤故障明显降低。但是，这些高科技的运用都需要耗费大量电能，增加了采煤成本。尤其是近几年，国家提倡可再生能源发展，各行各业开始关注可再生能源，逐渐淘汰非再生能源。煤作为主要的非再生能源之一，市场需求逐渐缩短。为求生存，煤矿企业必须降低生产成本，而节约能耗成为降低生产成本的重要对策之一。为节约能耗，很多煤矿企业开始关注电流型变频器，并将其应用于采煤机，根据采煤机工作实际需要改变电压和频率，使电压和频率始终以最适合采煤机的状态进行工作，从而减少电压和频率过高或者过低产生的能耗，最终实现节能。
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3.2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当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。
3.3机电变频控制在通风机的使用和节能
在开采煤矿的时候，通风机属于煤矿开采的主要组成部分，属于矿井作业的主要通风设施，会直接影响到矿井作业开采工作质量和工作效率。煤矿作业在开采时期需要消耗较多的时间，煤矿深度以及开采工作压力也会持续提升，所以对于通风机设备的质量要求也会越来越高。煤矿通风机在使用变频控制技术的时候，能够按照煤矿开采工作需求来调整通风机设备，转变风量的大小，降低对于能源和资源的消耗，达到节能损耗的效果。不仅如此，煤矿通风机设备在使用变频控制技术的时候能够有效地防止在运行时期产生安全故障，如此就需要控制好风力强度，增加设备的使用时间，充分显示出设备的实际价值。
3.4立井设备中变频技术的应用
我国中东部煤矿开采中，立井提升设备应用日益广泛，24小时持续运转，对煤炭、设备、物料及人员等运输效率的提高造成了很大的影响，因而设备运行有更高的可靠与安全性。同时，因频繁开停启设备与调速运转，故障发生频率大，煤矿电力消耗有很大的占比。边坡技术应用与发展，为提升设备可靠性与能耗大等问题的解决开辟了新的途径。矿井提升井中变频技术应用类型主要包含可控编程与高压边坡调速两种控制系统。应用可控编程系统，使得设备信号系统通讯能力得到明显提升，有效保障了系统干扰能力与可靠性；高压边坡调速控制系统则使得变频技术优势得到充分发挥，提升机电力损耗降低。
3.5提升机
煤矿提升机实际上是一种大型绞车，由原始的提水工具演变而来。传统提升机是一种大型机械设备。如今，提升机和电子计算机技术融合，已经形成机械、电动为一体的大型全自动重型矿山电动机械设备。它的主要驱动力是电机产生的电能，在工作过程中由于电流不精确或者调速不精确等原因，会造成大量电能损耗。将变频节能技术应用于提升机，可利用其调速功能精准调节电流，控制提升机电机运转速度，从而节约能耗。此外，变频节能技术和现代化先进技术结合后，还具有在线检测、滤波、过载保护等功能，不仅可以节约能耗，还可延长提升机使用寿命，提高工作效率和质量。
4变频节能技术未来发展前景分析
作为能源消耗大国，现阶段，我国积极进行节能改造，根据现有煤电机组汽轮机通流、锅炉烟气余热回收应用及电机变频等节能综合改造。实际工作中，为了满足煤电联合发展与现代千万千瓦级大规模煤电基地运行需求，矿用变频器容量发展呈现大功率趋势。现阶段，在节能开采作业中，我国煤矿行业普遍应用电子与自动化等技术开采煤矿资源，以此为变频技能技术应用提供重要的保障。为了全面提高煤矿开采作业效率与质量，工作人员要积极降压处理变压器，实现实现能耗降低的目标。另外，技术人员要对视频三位识别系统加大构建与应用力度，以此获得重要的物料信息数据，在此基础上为数字西悉尼提供可参考的分析数据。另外，后期发展中，工作人员还要对各环节速度进行科学有效地控制，降低生产能源耗损。最后，工作人员要积极建立区域自动化信息网，逐步完善矿井能源耗损数据库，更好的进行电机能源耗损分析，及时发现机电设备异常能源耗损情况，应用现代化机电设备替换高能耗设备。
结语
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。
参考文献
[1]李素慧,赵文涛.变频节能技术在我国煤矿机电设备中的应用[J].科技创新与应用,2014(20):285.
[2]索少龙.探讨变频节能技术在我国煤矿机电设备中的应用[J].中国机械,2015(9):192-193.
论文作者:张飞翔,耿帅奇
论文发表刊物:《中国电气工程学报》2019年第4期
论文发表时间:2019/6/27
标签：煤矿论文; 机电设备论文; 设备论文; 技术论文; 节能技术论文; 频率论文; 电流论文; 《中国电气工程学报》2019年第4期论文;