浅谈变频技术在煤矿机电设备中的运用

　　刘海余 王文林
　　【摘 要】煤矿属于不可再生资源，煤矿工业的市场面临着资源稀缺、僧多粥少的局面。如何减少能源产业的不必要消耗、并尽最大可能减少能源浪费带来的环境污染，成为煤炭产业需要严肃思考的问题。减少能源浪费，可行的一条途径就是对机电设备进行技术创新，变频技术是一种可以有效提升如空压机、采掘机等机电设备性能，节省能源消耗的新技术，对改善煤炭企业的生存状况，调整煤矿行业的生产组织结构有着尤为明显的促进作用。
　　【关键词】变频技术；煤矿机电设备；运用
　　随着我国市场经济竞争越来越激烈，煤矿企业要想占据有利地位，首先要合理用变频技术的节能效果完成相关的煤矿开采工作，并且利用该技术能最大限度的提升煤矿开采的质量与数量。同时，变频技术在煤矿机电设备中应用还是企业提升经济效益、节约成本的关键点。
　　一、变频技术的应用原理分析
　　所谓的变频技术就是可以将直流电转变为不同频率交流电的技术手段，它还可以把交流电转变为直流电，而后再转变为其他频率的交流电。在应用它的过程中，需要从变化中对所需的频率予以转变，但是，需要注意的是，这一过程中不会对电能进行转变。变频技术可以将晶体管转化为绝缘栅双极晶体管，最终对功率机器实现高效的转化，体现出智能化的应用优势。在应用交流电对煤矿机电设备进行发动的过程中，可能会浪费诸多的能源，同时会将交流电的运作速度予以转变，这一过程中的电能耗损会有所减少，最终会促使资源利用率得以切实提升。
　　二、变频技术在煤矿企业生产中的重要性
　　随着煤炭资源消耗速度的不断加快，煤炭资源的总量在不断减少，且煤炭资源的开采难度也是越来越高，各个煤炭生产企业之间的竞争也是越来越厉害。随着用工成本的不断提升，各个煤炭企业的生产效益也大不如前，如何更进一步地降低能源消耗、提升能源利用效率是关乎企业生死存亡的大问题。煤矿机电设备高效利用变频技术，是提升企业生产效益，为企业节省资金的重要举措。煤矿生产企业有超过7成的用电是被各种机电设备中的电动机消耗掉的，因此利用变频技术对机电设备所用电动机进行供电，可以有效降低企业的用电消耗，每年可以为煤矿生产企业节省大量的资金，而且其应用还会使设备的运行更加平稳，大大增加机电设备运行的可靠性，这对提升煤矿企业的生产安全具有十分重要的作用。笔者将在下文中对煤矿企业主要使用机电设备应用变频技术的情况进行简要说明。
　　三、煤矿机电设备中变频技术的应用
　　（一）提升机方面的应用
　　在复杂、繁重的条件下，矿井提升机才能正常运转，其需要复杂的工作条件，进而使得提升机要有较强的设备功能。在实际工作过程中，提升机首先要启动关闭进行调速任务。其次，在反复工作过程中，机电设备极易出现故障，频繁发生故障则会减少使用周期。在提升机中应用变频技术能对提升机起到良好的保护作用，同时也能提升其工作效率。提升机使用变频技术能在一定程度上提高电气运行能力，使得热阻发生的故障得以有效降低，保护机械自身的同时，对节能减排也能发挥至关重要的作用。
　　（二）变频技术在采煤机中的应用
　　随着变频技术在煤炭行业中的广泛应用和革新，变频技术已经日臻成熟，对机电设备的要求也有了一些标准。电机功率过大会影响到电流变频，因此对机电设备的尺寸有一定的限制。交流电机可以比直流电机尺寸更大，有利于调整提高采煤机的功率和稳定程度。一般而言，交流-直流-交流变频调速系统的电牵引采煤机损耗低、使用寿命长，运行稳定可靠，因此受到煤矿企业的青睐。这种变频技术主要靠牵引变压器供电，将三相工频交流电变幅成稳定的直流电，或将高压电变频成交流电，实现牵引电机的无极调速。由于采矿场地环境恶劣，使得矿场的采矿机必须选取更高性能、更稳定的设备，变频技术应用在采矿机中，可以降低采煤机的损耗，延长采煤机的使用寿命，提高了采煤机的科技含量，同时也为采煤机设备降低了维护检修的成本。
　　（三）皮带机当中对变频技术的有效运用
　　对于皮带机的工作来说，在煤矿生产的过程当中主要是通过电机所产生的一种动力进而带动皮带的整体运转，将皮带上存在的矿料以皮带这一形式进行运输。皮带运转依要輪毂、皮带摩擦力，在皮带机启动时需要足够的电流才能使皮带运转，因此在启动过程中会占用很大功率，不利于降低能源消耗目标的实现。国内大部分的煤矿皮带机以液力耦合器实现皮带机软启动。启动时会由于电机电流较大，导致电路电压不稳定，从而加剧了皮带损坏和断裂情况。另外，耦合器工作中产生大量的热量，使机器内部的油温上升，从而加速了机械的磨损和老化，威胁机器设备使用安全。皮带机应用变频技术，能够实现设备软启动，提高了设备运行与启停稳定性。相对传统的耦合器来说，大大提高了能源的利用效率，有效减少了能源的消耗。
　　（四）在通风机中的应用方式分析
　　煤矿开采过程中，通风机是极为重要的机械设备，它的应用可以起到极为重要的作用，特别是矿井开采过程中，周边的施工环境较为特殊，很容易充斥各类有害气体，假如煤矿开采周边环境过于恶劣，将会给施工工人的人身安全造成极大的威胁，甚至染上肺病疾病，对施工人员的身体健康造成极大的负面影响。因此，在进行煤矿开采时，需要借助通风机的作用，将矿井工作中的有害气体及时排除。但是通风机的应用，会增加工程施工中的耗电量，还会增加风机中电流，而后致使通风机极易出现损坏问题，最终会相应缩减通风机的使用寿命，对煤矿开采造成诸多不利影响。在通风机的运作中，变频技术的应用可以增强通风机的通风性能，而后仅仅需要少量的电量，就可以提高通风机的制风能力，这就会相应地降低煤矿开采企业的运营成本，同时会相应地延长通风机的实际使用寿命，为煤矿生产企业的运作和发展奠定坚实的基础。
　　（五）水泵的变频技术应用
　　矿场作业对水流的需求非常大。在实际的煤矿开采和生产过程中，需要安装水泵来对水流量进行控制调节，水泵不光可以进行水流输送，同时还能抽压输送各种液态物质，并且通过水泵的控制能对液体实现增压。因此可以说，水泵在矿区给液、给水中发挥着重要作用。在传统的矿场机电设备运行系统中，水泵经常会因为复杂的运行系统而处于空转状态，不光浪费了电能，对水泵零部件的消耗也是十分巨大的，长期运行后不但会降低水泵的运行效率和使用寿命，也可能会因为耗损而产生故障，引发生产事故。引入变频技术，可以有效地提高水泵运行的灵活度，减少水泵空转频率，有效控制水泵的启停速度，降低耗损，提高水泵的工作效率，同时还能有效地节省不必要浪费的电能。
　　四、结论
　　变频技术是高新技术的产物，它的诞生极大地方便了对交流电动机的调速控制，在我国工业领域已经有了比较大规模的应用，但是在煤矿机电设备中的应用还稍显不足。很多煤矿机电设备都有频繁的启停环节，而且有很多设备都有调速要求。变频技术的引入可以很好地解决这些问题，不仅给企业节省了很多的电能消耗，还使设备运行得更加平稳，大大延长了设备的使用寿命。我国煤矿机电设备生产企业应该逐步加大对变频技术的利用力度，使其为我国的煤矿生产做出更大的贡献。
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