李永慶

摘 要：我國地大物博，有著豐富的自然資源，但是，與此同時，我國還是一個人口大國，在能源比例分配上，人均占有量較少，雖然說我國當前推崇新能源，但是煤炭資源仍是我國主要能源之一，是人們生活中必不可少的一部分，所以對煤炭的需求量極大，在煤炭作業(yè)中，相關機械設備不僅會對煤炭資源造成影響，還會影響到生產(chǎn)效率，為了緩解這一問題，煤炭企業(yè)將變頻控制技術應用到相關設備之中，在降低耗能的同時能夠進一步提升生產(chǎn)效益。

關鍵詞：煤礦機電;變頻控制技術;節(jié)能

引 言

我國近年來的發(fā)展步伐加快，生產(chǎn)過程中對能源的消耗量也急劇增加，以煤礦行業(yè)為例，我們?yōu)榱吮ＷC更高的經(jīng)濟效益，大力研究變頻控制技術，在保證開采過程節(jié)能環(huán)保的同時，加大對開采設備的合理控制，讓開采過程中的能源損耗降到最低，做到能源的合理利用。除此之外，煤礦機電設備安全管理，以及煤礦機電設備管理系統(tǒng)的工作人員綜合素質的水平高低、管理的效果好壞，同樣會直接地影響其生產(chǎn)的安全與效率。

一、煤礦機電設備存在的問題

（一）提升設備存在的問題

煤礦企業(yè)具有環(huán)境復雜、工作量大、工作強度大的特點，煤炭生產(chǎn)對機電設備依賴性較強，在煤礦生產(chǎn)過程中，提升設備是主要的機電設備之一。提升機主要發(fā)揮為生產(chǎn)的煤炭提供安全可靠的運輸以及運送煤礦工作人員的功能。我國傳統(tǒng)的煤礦提升設備主要通過在電動機的轉子內部電路中接入金屬電阻，通過電氣控制系統(tǒng)或者接觸器等對電阻進行切斷控制，通過這種方式來實現(xiàn)對提升設備的調節(jié)和控制。這種控制方式盡管較為簡單，但是在實際生產(chǎn)應用中，存在較大弊端，主要體現(xiàn)在對電能的依賴性過強，電能消耗過大;此外，這種控制方式散熱性能也不理想，容易由于熱量提升造成其他意外情況發(fā)生;同時，由于利用電阻實現(xiàn)對提升設備的控制，限制了控制的有效范圍，提升設備運行中，速度和精度都無法得到保障，尤其在提升設備需要降速或者下行時，往往需要利用制動電源或利用低頻電源進行控制，這提高了設備損毀的概率，降低了提升設備工作效率。

（二）皮帶啟動中電流過大問題

我國煤礦企業(yè)進行煤礦開采過程中，皮帶機設備發(fā)揮著重要的作用，皮帶機設備的電機功率較大。皮帶機設備是通過機電設備繞組的降壓啟動實現(xiàn)頻率運轉的，運用液力耦合器帶動皮帶機運轉。皮帶機啟動時，往往會出現(xiàn)較大的電流，很容易造成電壓的波動，對電動機內部形成巨大的機械式?jīng)_擊，在這種沖擊下，電動機會產(chǎn)生大量的熱，使電動機在短時間內溫度升高，給電動機帶來較大的損害。另外，電動機在很短時間內實現(xiàn)啟動，導致皮帶機皮帶拉力加大，加大了對膠帶的損傷。不僅如此，液力耦合器在啟動的瞬間會出現(xiàn)油溫升高情況，將會給設備帶來較大損傷，不僅帶來安全影響，也增加了煤礦企業(yè)機電設備維修和維護費用，提高生產(chǎn)運營成本。

（三）通風設備存在的問題

煤礦企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境較為復雜，工作環(huán)境中常常有大量的煙塵和有害氣體，通風設備是煤礦企業(yè)機電設備中重要組成部分。煤礦企業(yè)通風設備通常需要長時間運行，在長期工作中，隨著煤礦開采進度的發(fā)展，礦井下的風壓也將發(fā)生變化，需要不斷加大通風設備的功率，這樣才能確保良好的通風效果，傳統(tǒng)的通風設備在速度調整方面存在很大不足，無法根據(jù)實際需求進行調整，給通風設備穩(wěn)定性和可靠性帶來影響。

二、煤礦機電變頻控制技術與節(jié)能要點

（一）通風機中的運用

在礦井的主要設備中，在礦物生產(chǎn)中通風機起著重要的作用。作為重要通風設備，它運行時間久，在礦井中被稱為“呼叫系統(tǒng)”。隨著采礦和挖掘工作的進展，風壓持續(xù)增大，其所需的功率也在增加。所以，在礦井下作業(yè)是通風機的功率也是重要問題。采用設備進行變頻調速后的礦井通風機，通過巷道風量需求的預測進行調速，減少了能耗，實際效果也非常的好。由于在修改變頻器后的通風機即可實現(xiàn)變頻軟啟動，因此，電流的沖擊減弱，減少了對電網(wǎng)設備的影響，并且可以隨時啟動和停止。多數(shù)情況下，通風機的運行速度較低，這使通風機工作強度降低，從而可以延長通風機的使用年限，減少了維護的次數(shù)。同時，為了保證相同的電動機轉速，在正常情況下，要求 2 臺電動機的工作頻率盡可能一致，以避免形成風阻并影響風扇的正常運行。

（二）變頻控制技術應用于礦井提升機

在礦井提升機中，當變頻控制技術應用在驅動系統(tǒng)中之后，能夠有效解決諸多的不足之處，除了能夠增強設備的保護作用，還能提升設備的系統(tǒng)性，在平滑、無極變速等方面也得到了顯著改善。在應用方面，主要體現(xiàn)在以下方面。①與編程器的結合。在電控系統(tǒng)中，經(jīng)過指令變換，可以充分控制繼電器，在此基礎上，可以將梯形圖以及電路圖進行靈活轉換;②在繼電器控制方面。不需較多的外部線路，不僅繼電器的應用數(shù)量顯著減少，在故障方面也得到了有效改善，還進一步解決了空間不足的問題;

（三）在皮帶機中的應用

煤礦機電設備中的皮帶機的啟動過程時間短，一旦皮帶的韌性不夠，則在系統(tǒng)啟動后，會發(fā)生皮帶斷裂的問題，從而影響正常的采煤工作。另外，皮帶機在啟動后產(chǎn)生的電流較大，時間一長對電網(wǎng)有著非常不利的影響，這個過程產(chǎn)生了嚴重的安全隱患。在皮帶機中采用變頻技術，不僅可以改善其原來的運行方式，同時產(chǎn)生的電流也有了大幅下降，保障了作業(yè)人員的人身安全。

這里我們使用變頻技術，可以讓傳輸皮帶機實現(xiàn)緩慢啟動，結合變頻技術改造后的皮帶機，在煤礦運輸空載少載時可以調整皮帶運輸頻率，減少能源消耗，也能使皮帶機的性能變得更加穩(wěn)定。這樣一來，機電皮帶機對能源就能做到全面的利用，基本不會浪費電機的效率;同時高壓變頻器能夠有效達到皮帶機能量回饋功能，更加徹底地節(jié)約了資源，讓煤礦開挖為企業(yè)創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟效益，同時做到環(huán)保，符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針;設備的穩(wěn)定運行也減少了損壞的概率，讓企業(yè)節(jié)省維修費用。

（四）變頻控制技術應用于井下水泵

在整個礦井中，井下水泵主要是起到排水的作用。在建井以及生產(chǎn)的過程中，由于富水區(qū)域的不同，以及季節(jié)的不同，在涌水量方面也會存在一定的差異性，可見，應該根據(jù)具體的出水情況，定期調整井下水泵的排水作業(yè)，正確認識水泵類型和涌水量之間的關系。在水泵中，經(jīng)過變頻調節(jié)控制技術的運用，可以對設備進行改造與升級，依據(jù)礦井的排水量，合理調整電機的運轉功率，以及運轉速度，進而滿足礦井的實際排水需求，不僅能耗得到了有效降低，設備的工作期限也得到了有效延長。

結束語

總的來說，在當前煤礦生產(chǎn)的過程中，所用到的機械設備會直接對煤炭能源產(chǎn)生影響，尤其是傳統(tǒng)模式下的煤礦機械設備，會出現(xiàn)大量的能源耗費情況，因此，大部分煤礦產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)過程中開始加入機電變頻控制技術，有效的改善了傳統(tǒng)模式能耗較大的弊端，能夠達到節(jié)能的效果，所以該項技術在未來仍具有良好的發(fā)展前景。

參考文獻

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