煤矿机电设备中变频节能技术应用分析

蔡卓华

摘 要：煤矿开采过程中机电设备数量较多、功能性广泛，为提高机电设备性能采用变频节能技术具有重要意义。文章通过对变频技术工作原理进行分析，探讨该技术在煤矿机电设备中的应用。

关键词：煤矿机电;机电设备;变频节能;节能技术

引言

在煤矿资源需求在不断增加背景下，对煤矿开采的效率和质量也需要不断提升，同时也要注意对煤矿开采成本降低，对企业竞争力提升。在实际挖掘煤矿时，对变频技术进行有效的应用有重要的作用和意义。在实际的挖掘煤矿时，相关的工作人员要注意对存在问题的部分采取有效的措施。

1 变频技术的工作原理

变频技术顾名思义，就是通过一定技术使得机器在工作时，可以根据工作环境以及机器工作强度等影响因素，适当自动调节机器的运行状况及其耗能情况。由此可见，变频技术主要包括两类的主要功能——变频和节能。以上两项主要功能也是带动变频技术在现代工业生活中具有广泛应用的主要动力。从变频的功能来看，在煤矿开采行业中，由于工作环境比较复杂，因此在使用机器时往往会根据开采地形以及矿井等对机器进行控制，甚至经常会紧急制动。这样的操作不仅影响工作人员的工作进度，而且长期进行此类操作，对机器的损伤极大。将变频技术应用到煤矿机电设备中，可以更加灵活简便地对机器设备进行工作调整，这样不仅不会影响机器的正常使用，还能有效提升工作人员的工作效率。从节能功能的角度来看，开采煤矿中使用的各种机器在使用变频技术前，其调节方式是仅将机器工作中断调节工作状态，这样只能简单地调节机器的工作输出量，却不能相应的节省电能的使用情况。因此，这会造成大量的电能损耗，导致资金成本浪费。应用变频技术后，可以通过变频技术自动调节电能的输出量，从而改变机器的工作状态，这样可以切断电能浪费的根本，有效提升电能使用率。变频技术的主要工作原理是通過线路中交直流电的更换实现电流频率的变化，但是，变频技术中的电流频率变化并不会引发电能的变化。在机器工作过程中，电流频率的变化以及交直流电的相互转化会极大地减少电能的浪费，将变化的电流输送到机器中以支撑机器工作，可以有效节省机器工作中浪费的但能，实现节能效果。

2 煤矿机电设备中变频节能技术应用

2.1在皮带传输机上的应用

皮带传输机是在煤炭生产过程中的重要组成部分，重要作用是对井下煤炭起到传输运输的作用。在传统的皮带传输机应用中，皮带机使用液力耦合器实现软启动模式。但在长时间使用后容易产生皮带老化、断裂的呢过问题。在皮带传输机运转过程中，会受到煤炭向下的重力、皮带之间的摩擦力和垂直皮带的弹力，在众多力相互作用下将井下煤炭向上是运输。随着皮带传输机械设备的更新换代，变频技术引入到皮带传输机上，使电机运转后电流得到很好的控制不断减少电流的波动，有效稳定皮带传输机的性能。让运输功率更为平均，有效解决机电内冲击和机械发热的情况，提升皮带传输机传递工作的平稳、安全开展。

2.2在通风机中的运用

由于煤矿开采环境较为恶劣，发生故障的几率较大，通风机成为了煤矿安全生产中必不可少的基础设备。煤矿生产过程当中，必须要保证矿井下处于良好的通风状态，才能保证采矿人员的健康与安全。通风需要大量的电能做支撑，随着煤矿开采量的日益增加，开采人员必须要到矿井更深的地方进行开采任务，这就增加了矿井下通风的难度。通风机起动电流必须不断增大，通风机功率不断增加，通风机设备耗能越来越高。但是在通风机中应用变频技术则能够进行软启动，根据矿井的具体通风量来设置电动机的运行频率，不但能够满足矿井实际通风需要，还满足了通风机的功率需要，同时降低电能消耗，增加通风机的使用年限。

2.3在采煤机中的应用

采煤机是煤矿开采工作中必须使用的重要机器之一，开采人员使用的开采工具，因此采煤机通常需要最恶劣的工作环境下工作。由于矿井中的照明条件以及通风状况不够良好，因此在采煤机工作时容易出现机器受潮等故障，严重时还会由于导线的漏电造成火灾爆炸等，这样的故障严重威胁着一线开采人员的生命安全。为解决这样的事故，减少采煤机发生故障的概率，有效保障矿井汇总煤矿开采人员的生命安全和财产安全，要将变频技术应用到采煤机中。与传统采煤机相比，同一时间内变频采煤机能够挖掘更多煤矿，其开采质量也得到很大程度的提升。另外，变频技术下的采煤机，减少了由于电流控制不当造成的安全事故以及机器故障，能保障人们的生命安全，减少维修机器使用的资金成本。

2.4在空气压缩机上的应用

煤矿中会使用一部分风动机电设备，空气压缩机便是为风动机电设备提供动力，可见空气压缩机在煤矿生产中有着不可替代的作用，空气压缩机的性能直接决定了风动设备的性能。空气压缩机的常规控制方式为两点模式，当空气压缩机的气缸压力接近设定压力时，空气压缩机的气阀便会关闭，此时不产生压缩空气，对应电动机工况为空载状态。当气缸压力低于设定压力时，情况则刚好相反。此种控制模式存在一定的问题，进气量和产气量很难控制，进而导致其出现频繁的加载、卸载问题，存在着损坏电网的风险。在空气压缩机中应用变频技术，便可以控制空气压缩机的转速，控制进气量和出气量，解决频繁出现的加载、卸载问题，提高压缩机的使用性能，延长使用寿命。

2.5在提升机上的应用

提升机是对井下废料、矿石及开采设备的提升和运输。由于井下系统的地质、地形复杂。及工作运行速度的加快，提升机在运输不同物件时随着传输要求电机转动采取相应的转速。因此，为了保障提升机的电机转动平稳、可靠运行，变频节能技术实现交流电传动系统在提升系统要求下按照一定速度调节，通过PLC控制系统对高压变频调速系统实现控制功能。使提升机对于位置和速度得以精准控制，保障运送系统不受外界干扰平稳安全提升。

结语

综上所述，作为一种新型技术，变频技术在现代煤矿机电工程中发挥着独特的作用，能够避免资源浪费，实现节能的目标，且与不同机械设备应用都具有一定的优势，应用的范围也定将越来越宽。在变频技术发展的基础下，促进煤矿开采的健康发展。

参考文献

[1]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.

[2]姚红华.变频技术在我国煤矿机电设备中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（12）：106+108.