李庚

摘 要：煤礦企業(yè)的發(fā)展關(guān)系到國民經(jīng)濟的發(fā)展。目前中國大量倡導節(jié)能減排，煤礦企業(yè)要提高運行效率，就要提高資源利用率，并促進安全生產(chǎn)，這就需要從煤礦企業(yè)的生產(chǎn)實際出發(fā)對機電設備進行技術(shù)性改造，以提高設備的科技含量，發(fā)揮其應用的功能。其中，變頻節(jié)能技術(shù)是普遍應用的，而且節(jié)能效果良好。本文針對我國煤礦機電設備中應用變頻節(jié)能技術(shù)進行探究。

關(guān)鍵詞：煤礦機電設備；變頻節(jié)能技術(shù)；應用

中圖分類號：TD63 文獻標識碼：A

我國擁有豐富的煤炭資源。煤炭企業(yè)作為基礎(chǔ)能源單位，對推動國民經(jīng)濟的發(fā)展起到了重要的作用。多年來的粗放型煤礦開采方式，使煤炭資源大量地被挖掘出來的同時，也造成了資源浪費，而且在煤炭生產(chǎn)中還存在安全問題，使煤炭生產(chǎn)成本高、能耗高、效率低。在煤炭生產(chǎn)中采用變頻節(jié)能技術(shù)，可以確保煤礦機電設備的各項性能良好，使其應用的功能都得以充分發(fā)揮，使煤炭生產(chǎn)不僅安全節(jié)能，而且對機械設備還能夠發(fā)揮作用調(diào)節(jié)作用。

一、煤礦機電設備變頻節(jié)能技術(shù)的運行原理

變頻節(jié)能技術(shù)應用于煤礦企業(yè)，為煤礦企業(yè)的節(jié)能降耗做出了貢獻。與交流電有所不同，變頻節(jié)能技術(shù)是通過變頻調(diào)節(jié)速度，將交流電流原有的恒定頻率轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢詣討B(tài)可變的資源。

首先，功率器經(jīng)過技術(shù)更替之后，發(fā)展為IPM智能功率模塊，由此增大了變頻的功率?；诖耍瑝侯l比的技術(shù)控制方式發(fā)生改變，包括矢量控制、轉(zhuǎn)矩控制都發(fā)生了改變。

其次，隨著控制技術(shù)的創(chuàng)新，模糊自優(yōu)化控制技術(shù)以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術(shù)應運而生，變頻技術(shù)集成化，使得數(shù)字信息處理的單一化向集成化發(fā)展，形成了專用的集成電路，在變頻技術(shù)的支持下，包括數(shù)字信號處理器、精簡指令集計算機等都得到綜合應用，不僅可以發(fā)揮調(diào)速功能，而且對程序參數(shù)、通信功能都具有辨識能力。

二、煤炭機電設備中變頻節(jié)能技術(shù)的應用

變頻節(jié)能技術(shù)從研發(fā)到應用經(jīng)歷了較長的一段時間，實現(xiàn)了煤礦機電設備的技術(shù)改造，使得該設備的運行安全可靠、高效節(jié)能。目前煤炭企業(yè)的煤炭機電設備采用變頻節(jié)能技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（一）煤炭企業(yè)的采煤機對變頻節(jié)能技術(shù)的應有

煤炭企業(yè)的采煤機應用變頻節(jié)能技術(shù)，即為采煤機變頻調(diào)速系統(tǒng)。該系統(tǒng)在煤炭企業(yè)應用，已經(jīng)適應煤炭企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境，從交流變頻電牽引“一拖二”控制發(fā)展為“一拖一”控制。我國的采煤技術(shù)中，交流變頸調(diào)速已經(jīng)達到了先進的水平，特別是能量回饋型四象限運行變頻器，不僅變頻效率高，而且實現(xiàn)了恒定轉(zhuǎn)矩調(diào)速。煤炭企業(yè)的采煤機在電牽引的作用下，行走功率可以達到220kW，變頻器的電壓大約為380V，可以進行恒定功率調(diào)速。從變頻器的運轉(zhuǎn)情況來看，主變頻器和輔變頻器之間，以及轉(zhuǎn)矩平衡等都能夠保持穩(wěn)定運行。如果工作面比較大，就可以對制動力矩進行調(diào)節(jié)，牽引速度保持恒定。機器不會產(chǎn)生滑車的現(xiàn)象。從應用情況來看，不僅設計結(jié)構(gòu)簡單，而且能夠根據(jù)工作需要靈活控制，操作上非常方便，而且調(diào)節(jié)速度的過程中機器仍然會處于良好的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。

（二）煤炭企業(yè)的提升機對變頻節(jié)能技術(shù)的應用

煤炭企業(yè)的煤礦生產(chǎn)中，提升機是需要高度重視的機電設備，直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)是否能夠順利展開，也關(guān)系到工作人員的健康安全。提升機運行中使用變頻節(jié)能技術(shù)，就是用交流四象限變頻器對提升機的運行速度進行調(diào)整。通常提升機所選用變頻調(diào)速系統(tǒng)時，還會配合安裝防爆設備，實現(xiàn)了變頻器的信息化控制，包括輸入接口、輸出接口等等，都應用信息技術(shù)進行遠程操作，可以降低工作人員的工作量，而且物料輸送效率更高。

（三）煤炭企業(yè)的皮帶輸送機對變頻節(jié)能技術(shù)的應用

變頻節(jié)能技術(shù)應用于皮帶輸送機所發(fā)揮的作用與提升機的工作原理基本一致，是在皮帶輸送機運行的過程中，將物料從井下向地面輸送，就必然會產(chǎn)生牽引作用。這種牽引是在摩擦力的帶動下完成的，張力產(chǎn)生變形，在支撐輥輪上帶動物體運動，將煤炭輸送到制定的地點。如果在啟動皮帶機的時候，采用液力耦合器，很容易導致皮帶過早老化或者發(fā)生斷裂，嚴重影響皮帶輸送機的運行效率。在電機啟動的時候采用變頻技能技術(shù)，隨著電流的波動不斷降低，機電內(nèi)所產(chǎn)生的機械沖擊以及因此引發(fā)的熱量就會帶動皮帶機運轉(zhuǎn)，使其發(fā)揮傳送功能，由此功率平均以及功率同步的問題。

（四）煤炭企業(yè)的流體負荷設備對變頻節(jié)能技術(shù)的應用

煤炭企業(yè)的流體負荷設備對變頻節(jié)能技術(shù)的應用，主要是在應用變頻調(diào)速技術(shù)對風機的運轉(zhuǎn)速度和泵的運轉(zhuǎn)速度進行調(diào)節(jié)。變頻調(diào)速技術(shù)對風機運轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)力度是非常大的。由于煤礦工作環(huán)境比較特助，在變頻調(diào)速裝置的設計上也會考慮到煤炭環(huán)境的特殊需要進行技術(shù)改造，以降低風機的運轉(zhuǎn)速度。電機的輸出功率達到了前導器關(guān)閉時風量以及風壓的1/3。這種設計更符合礦井生產(chǎn)環(huán)境，平均每年可以節(jié)約大量的能源，電費也相應地降低。在煤礦要求的液用泵上安裝變頻調(diào)速裝置，可以提高液用泵的靈活度，能夠?qū)に囅到y(tǒng)提高控制力度，保證產(chǎn)品質(zhì)量。使用變頻調(diào)速裝置還可以對液用泵的運行速度有效調(diào)節(jié)，可以使液用泵空轉(zhuǎn)的時間縮短，不必要頻繁地啟動、停止，可以節(jié)約鍛煉的能源。設備的運行成本降低了，確保礦井安全生產(chǎn)。

結(jié)語

綜上所述，煤礦企業(yè)作為基礎(chǔ)能源單位，不僅能源消耗量大，而且企業(yè)的運行成本也比較高。采用了變頻調(diào)速技術(shù)之后，系統(tǒng)實現(xiàn)軟啟動，減少了對電網(wǎng)的沖擊，減輕了起動對風機葉片、電機的機械損傷；大幅度降低風機噪音和振動，改善職工工作環(huán)境；實現(xiàn)無人操作，降低了工人勞動強度，解決了能源，而且降低了能源消耗，達到了節(jié)能降耗的預期目標。

隨著科學技術(shù)的不斷進步，煤礦機電設備中變頻節(jié)能技術(shù)將日趨完善。因此，必須積極推廣先進的交流變頻調(diào)速技術(shù)，用先進的設備武裝、改造煤礦等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，促進工業(yè)自動化的進一步發(fā)展。

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