论文《节能技术在煤矿机电设备的应用》-仁创编译转载

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　　摘要：随着社会经济的发展，煤矿市场需要智能化数字化技术支持以扩大产能同时保证质量，面对不断增加的企业竞争带来技术动力。煤矿资源的应用随着生产生活的使用变得越来越少。要在开发煤矿资源的同时，还要解决资源短缺问题，做好设备节能、技术提升，降低污染排放是非常重要的是当前重要的研究课题，经过理论和实践煤矿机电设备采用变频节能技术，在采掘机、通风机机等设备施工大大降低了能耗，发挥了很好的节能和调节效果，很大程度上促进了煤矿经济效益的提升。围绕煤矿机电设备变频节能技术的应用展开分析，希望能够对提高煤矿企业运行效益具有参考价值。

　　关键词：煤矿技术;变频技术;设备节能

　　作为一个丰富煤矿资源拥有的大国，我国地表层中具备大量的煤矿资源，开展煤矿产业的开发和运用，在提高国民经济中发挥巨大的促进作用。但是从现阶段开发状况来看，中小型煤矿由于技术落后等问题，在实际生产中出现的能耗增大、整体生产效率降低等问题，严重影响着煤矿企业的发展。逐渐利用技术创新对机电设备升级节能技术加以优化，在煤矿企业运行中得到很好的使用效果。结合实践和理论进行煤矿机电设备的变频节能技术的应用，还是有很多的课题需要去解决，目标是全面实现煤矿安全可靠的生产，增加生产效率。

　　1变频节能技术概述

　　1)变频节能技术是无附加转差损耗的高效调速方式之一，技术的基本原理是：在电力半导体器件的通断作用下将工频交流电压变为直流电压，由整流桥再电压可调的交流电压逆变器转换为频率、作为交流电机的驱动电源获得无级调速电压和电流。变频技术综合应用电力电子技术、微技术和电机传动技术，应对能源危机中发展而来，变频调速技术在机电一体、强弱电混合的基础上，按照电机负载而进行自动的平滑的增速、减速工改变供电电源频率，交流变频调速技术作为无附加转差损耗的高效调速方式，对于电动机进行综合应用，有效大幅度提高机电设备改造后的工作效率。2)传统的煤矿机电设备、变频器是不能进行电流频率的改变，变频节能技术实际上是改变电流频率的一种技术，这种技术利用高科技方法将电源频率加以控制，其基本工作原理是在整流器中工频电流改为直流电流，利用电压频率控制交流电，将直流电源进行转变之后，的电流输送的电动机中，电动机本身具有复杂的结构，包括电源板、键盘、控制面板、电机电容等。在运行设备时运用变频器之后有效的实现设备节能使用需求，完成长期恒定的电流运行。煤矿机电设备运行过程中通过技术改造可以改变电动机的转速，拉长设备运行周期，合理的将设备的能耗加以降低[1]。3)随着技术的不断应用和理论研究的深入，变频器的调节技术得到了优化，为煤矿机电设备的运行、提高寿命、节约能源提供了技术支持，真正的做到了提高设备、降低能耗和提高设备使用年限。

　　2变频节能技术在煤矿机电设备中的应用

　　1)采煤机运用变频节能技术，经过变频节能技术改进之后，采煤机中的电牵引需求得到了提升。煤矿设备运行过程中对电机设备牵引的尺寸，常常是要予以限制的，要求不能有过大的功率，在相同尺寸、外形的情况下交流电机的功率更大才能满足系统运行的需求。这对于系统来说需要增加功率，同时保证安全稳定性，使用一种电机进行牵引变频结构系统，交流直流交变频率系统共同运行，容易将设备的使用寿命在于缩短，采用变频技术进行改造之后，进一部分的供电形式，有三项，公平交流电变为恒定的直流电，利用大功率精轧管，可以进行交流电的输送，可变电压和频率达到无极调速的目的[2]。2)变频技术还可以对过负荷过热、过电流、失速、过电压、熔断丝切断、控制电路、异常等问题加以保护。技术的保护作用，表现为一旦发生故障就会立即停止变频器工作，通过数字面板来判断参数是否异常，然后在额定转速基础上进行调速。如在提升机上应用变频技术，利用相应的设备，进行运输设备中的况费时、设备材料等环节的改变。煤矿地下运输主要设备是运输机提升机，矿井系统，因为控制较为复杂，惯性较大，运行就快，常常需要交替使用，提升机的运行需要具有很好的电机转动要求，才能符合上述要求[3]。当传统的使用电动机传动过程，很大程度上在生产效率上不高，实际运行上工作量一大，就容易导致运行速度曲线发生异常，系统出现失控，对于人员操作安全产生影响，甚至会发生超速和过卷事故。3)井下传送带上使用变频技术，最大限度地增加利用率，保证分离物料时运载装置和驱动装置能够高速有效的完成带式运输机的运行，完成运输送料的任务。井下运输的主要动力是带式运输机，要确保其稳定运行和启动设备时不会出现故障，达到软启动替代的目的，必须使用变频技术才可以做到上述要求，能够节省90%以上的能源利用率，降低能源消耗，及时的在煤电系统中进行多余能耗的降低，将消耗的热力加以去除。4)在通风机上使用变频技术，如局部通风机和主风机上，当风井处出现全负压状态时一般是由于传统的通风机局部大多数采用压入式的，在巷道掘进中基本作用是将稀释有害气体加倍稀释和排出，保证井下有新鲜的风流，并达到降温的目的。变频机的使用增加了风机的运行效率，不改变风量的情况下，促进挖掘和开采过程中井下风压保持稳定。而且可以根据实际的向导需求来进行合理调节变频节能技术，最大程度地节约技能，节能合理的更改。风机满负荷工作状态改造之后，出现的软启动功能还可以随时停止，不会对电网产生冲击[4]。5)在水泵中应用变频技术，大大延长了设备使用期期限。传统的煤矿生产过程中，根据实际情况进行水流量的控制，但是一旦运行时发生设备参数变化，如阀门的实际开度缺乏合理控制就会得到影响，达不到水泵良性运行。在长时间的运行下，提高变频器的灵活性和智能性，能保证安全的生产，同时灵活地控制水分气体，防止井下液位降低和防止因为频繁启停和空转过程中的造成消耗能量过大，还可以最大限度的降低设备损耗[5]。

　　3应用案例分析

　　在某矿山井下采煤设备中运用电牵引采煤机回馈制动四象限变频器之后，倾角达到15度到30度，从现场运转状况来看，在大倾角下工作，依然能够实现电气因采煤机的调理制动力句，维持牵引速度不变，构造非常简单，而且操作非常便捷，速度调理牢靠。首先在操作控制上借用动力电来控制芯线，控制回路以磁力起动机进行先导回路连接，组成远程控制回路，送电后割电机和泵电机运行牵引变压器，输出400V交流电，启动器延时57秒，之后经过伺服、顺从、磁力、截割电机运转，左右端头总停左右遥控器，总厅和变频器湘赣上的总体串进截割电机和泵电机的温度节点，启动回路上接近PRC电机，温度一旦发生超限和瓦斯浓度超低，可以自保节点接近启动回路，经过这些节点断开之后，将电脑切断，运输机的控制上装置的变频器盖板上的控制按钮，可以控制运输机的停机，在不控制启动的情况下，可以完成自动化采煤机的检修，对电磁阀的控制全部采用防爆电磁阀，分别控制左右摇臂、升降、控制、牵引电机、制动、松闸，启动左右端头站和左右遥控器上的上行升降。PLC程序控制系统可以进行左右端头的遥控、控制和转换隔离的切换，牵引控制达到自动化牵引电机的供电拖动游交流、变频调控、电控安装改动牵引电机的转速，改动变频器供电电压频率，从变频器的设计上就设定了给定速度，将变频器设置为转矩给定，主变频器由plc给出速度给定，转矩输出改为转矩给定转矩控制，由主变频器进行控制，完成自动控制。单牵引采用变频技术，所驱动的牵引采用齿式离合器。传统的电机控制直接对风机进行调速是无法实现的，企业大量的花费资金投入到增加通风量、购买新设备，而应用变频技术后可以根据实际工作需要对通风量的实时调整，避免风机在启停过程中的冲击，井下作业安全度大大提升，风机的使用寿命也得到了增加。机电设备在井下作业必须要经历频繁的启停环节，在应用变频技术后，使其工作更加平稳，能根据实际工作需要，实时对牵引速度进行调整，使其工作效率变得更高、更加节能，能有效避免其工作中出现的溜坡、打滑现象，还使操作更容易控制，操控更加精准。

　　4结束语

　　煤矿企业是耗电大户，风机、水泵、压缩机等设备用电量占到整个煤矿生产用量的量的半数以上。采用变频调速技术经过几十年的发展，从变频技术在风机、提升机、空压机、皮带机中的应用效果看，变频技术的应用以其卓越的调速性能和显著的的节电效果，在煤矿机电设备运行中得到广泛推广。随着计算机技术、自动控制技术大功率输出技术的不断发展，变频器调速技术将拥有突破性的进步。今后节电和推动技术进步将成为必然的发展趋势。高可靠性的、大容量的多功能变频器，能够为煤矿节省能源达到60%以上。因此采用变频调速技术，真正的提高煤矿生产效益，降低煤矿生产能耗，改造后的机电设备将在节能环保方面发挥更大的作用，为煤矿生产取得更加显着的经济效益助力。

　　参考文献

　　[1]王军辉.煤矿机电设备中变频节能技术的思考[J].科技风，2020，(1)：150.

　　[2]蹇凤伍.基于煤矿机电设备变频节能的原理与应用[J].建筑工程技术与设计，2019(34)：2879.

　　[3]宋娅敏.煤矿机电设备中变频节能技术应用分析[J].技术与市场，2019，26(12)：115-116.

　　[4]何明军，姜瑞成，赵辉.变频技术在煤矿机电设备中的应用[J].魅力中国，2019(49)：363-364.

　　[5]冯镇西，王芳.煤矿机电设备中变频节能技术[J].大科技，2019(32)：179-180.

　　作者：赵俊 单位：山西寿阳潞阳麦捷煤业有限公司

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