煤矿机电变频控制技术与节能方法探究

煤矿机电变频控制技术与节能方法探究

景东旭

陕西煤业化工集团孙家岔龙华矿业有限公司 陕西神木 719314

摘要：煤矿生产需要消耗大量能耗，在煤炭生产的过程中能量消耗一直是煤矿生产中的重要组成部分。在新时代有效降低煤矿生产的能源消耗，促进煤矿的可持续发展与进步，满足煤矿企业的经济效益有很积极的意义。本文作者在分析变频节能技术的同时阐述变频控制技术的基础，分析运用变频技术的必要性，阐述其在井下机电设备中运用的途径。变频控制技术的运用在新时期对节约能耗起到很好的作用。

关键词：井下机电；变频控制技术；节能方式

目前中国在工业发展上获得了极大的进步，如煤矿生产在中国占据了很大的市场。进入新时代之后人们开始重视工业生产对环境造成的污染，在这样的背景下需要考虑工业生产对环境造成的污染，最大程度降低能耗，才有可能满足煤矿产业发展的需要。在当前很多煤矿企业都开始重视能源利用和消耗之间的问题。煤矿企业是典型的能源消耗大户，高效技能技术在煤矿中的原因可以提升煤矿的综合效益，变频技术就是十分有效的技能技术，在煤矿中的运用不仅可以节约生产成本，改善机电设备在生产中的运行状态，还可以延长机电设备的使用寿命，满足煤矿企业发展的经济效益。

1.变频节能技术的运用

变频节能技术是借助半导体器件，在煤矿生产作业的过程中调控交流电源频率，让电源供应与设备能耗之间实时匹配吻合协调，最大程度减少无功功率，降低对电能的消耗，满足煤矿生产发展中节能的要求。上述技术中运用的核心就是变频技术。变频技术中装置是由多个设备与零件组成的设备，如逆变装置、整流用晶闸管与脉冲发生器等。在煤矿生产作业的时候，把变频装置添加到生产设备控制线路中，对线路中的设备动力组件运行频率进行调控满足煤矿生产的需要。运用这项技术合理控制设备生产运行速度，还有效提升了生产的效率。在煤矿生产中需要运用大量的机电设备，机电设备的不同也导致设备之间的负荷存在较大的差别。这种需求下意味着要满足更多处于不同荷载下、不同作业状态下的荷载需求，因此可以利用增设变频装置的方式根据机电设备作业需求来满足需要。在实际的运用中根据作业任务对作业功率的需求进行调控从而合理输出，节约能源消耗的同时，从科技程度上提升设备的生产性能。运用变频技术可以最大程度提升设备的使用效益，满足煤矿企业的可持续发展与进步^[1]。

2.变频控制技术在煤矿生产中的运用原理

把需要的工频电源经过整流装置，整流装置对工频电源进行合理的处理，在处理之后原本不可以直接调控的电压与频率交流电等，经过变频技术被直接转换为直流电可以直接被使用。在后面的作业过程中，可以根据实际的生产需要对直流电的幅值和频率进行调整。调控完成逆变装置将直流电转化为煤矿生产设备作业需要的交流电从而完成设备的生产和运用。在一般的情况下为保证变频装置运行的高效性与安全性，就配合辅助装置来提升电流输出的安全性与稳定性，如噪音消除器和空气自动开关等。根据在实际工程中的运用得出，在变频状态下，不同种类设备的开关运行效率在工频状态下，会有不同程度的提升。

3.运用变频技术的必要性

煤矿作业生产的过程中安全施工频发，一直以来都是社会各界关注的重点。由于安全事故频发，加强对安全事故的预防很重要，很多安全事故的出现基本上都是由井下生产设备的使用存在问题导致的安全事故。设备使用存在问题、使用错误等为安全事故埋下隐患。最近两年国家对煤矿安全管理力度不断增加，井下设备的生产运行安全标准得到大范围的提升。在现阶段运用变频技术提升煤矿生产作业的安全性，节省能源资源的同时确保能源消耗在可控的范围内，确保设备的运行与新时代下对生产需要相结合，延长设备使用寿命满足煤矿企业发展的需要，有利于新时代煤矿企业的发展朝着更加稳定、且满足经济效益。在现代科技作为支撑智能技术快速发展的背景下，变频作业的效率得到了很明显的提升，尤其是现代智能技术的发展和运用提升了变频作业的效率，对于煤矿生产的综合率提出了很明显的改动，因此在煤矿行业推动这项技术有很现实的意义。

4. 煤矿机电变频控制技术与节能方法探究

4.1 井下变频器漏泻通讯综合控制系统的运用

煤矿作业生产中井下作业使用的井下变频器漏泻通讯系统综合性非常强，同样具备了非常良好的服务性能，井下变频器漏泻通讯系统属于变频器通讯传输模式的一种。在生产的时候运用该模式合理设置系统内部的语言与参数，然后将煤矿生产过程中涉及到的参数科学合理的传递。在系统的构成中，前端单元属于基础事实，内部存在四条不同的泄漏电缆可以延伸到一定的位置，将泄漏电缆朝着不同方向连接之后与天线连接，实现对系统的通信，确保整个系统的通信有效。系统上行信号主要起监测的作用，在监测和监控系统中实现对井下变频器漏泻通讯系统信号的传输、传递，为整个系统的运行提供强大的数据作为支撑

4.2 变频故障检测技术

煤矿生产过程中出现故障是非常普遍的情况，因此在煤矿生产中合理运用变频故障检测技术将生产作业中的安全事故。故障检测技术的原理是运用变频检测技术，在机电设备运行的时候采集井下作业中的各种信息，针对采集之后的信息进行合理的分析和处理，综合性考虑其是否存在故障或是安全隐患。很大一部分企业运用煤电变频器自动系统整合煤矿生产作业的各种资料，制定出合理的远程监控方案加强对生产作业的管理。系统收集到信息之后快速对信息进行综合性分析，以经验、方案等内容的基础上进行综合分析查找是否存在问题以及优化生产方案，运用这种方式这样可以全面提升开采方案的质量与优化生产作业的管理。还可以对机电设备的各种安全隐患进行及时的检查，可以排除机电设备在运行过程中存在的故障情况，提升井下作业的安全性，促进生产作业。

4.3 变频输送机技术

输送机运行也很关键，传统的输送机需要电源作为支持，在生产作业的适合自动、启动、停机等需要耗费大量的电能^[2]。在输送机中合理运用变频技术可以降低能耗，以输送机实际负载的大小，对电功率进行合理的转换，这样的方式可以保证输送机运行的稳定性，在运行中保持速率恒定。运用这个方式可以在一定程度上保持能源消耗处于一定的范围内，合理控制对能耗的运用。在以往输送机的运用中出现的一系列问题是能耗高且散热量大，出现这些问题之后影响设备的使用寿命，导致设备运行出现很多的问题。运用变频技术在输送机中，可以控制能耗起到很好的的调节作业，如柔性调速、启停、运转等等，在一定程度上延缓输送机皮带的衰老速度。皮带的使用寿命延伸就意味着在生产作业的过程中减少因为皮带出现问题造成的安全隐患。根据实际统计的数据发现在输送机中运用变频控制技术可以提升设备的运行速率到85%。

4.4 变频技术在通风机中的运用

煤矿机电设备中的通风机，为矿井输送电流更换井下空气，因此被称为井下的呼吸系统。但是当前煤矿作业朝着更深层进行，因此对风量的需求也在不断提升，但是由于工作阶段的不同、生产系统发生变化等对井下的风量需求也存在一定的变化。因此需要根据煤矿生产作业需要设置多中通风机，资源浪费严重^[3]。运用变频技术可以在不改变通风机的机型的情况下改变风量，满足对风的需求。也在一定程度上避免了因为更换机型而出现的能耗过大的情况。把变频技术运用在通风机中，电能节约大概在40%以上。还可以在井下水泵中运用变频技术，可以根据需要合理调节水量，充分满足矿井排水需求，还可以在一定程度上实现对电能的节约。

结语：综上所述，变频技术在煤矿机电设备中的运用，还需要不断探索，我国煤矿生产作业方面技术十分成熟，但是在新时代的发展需要合理创新，才有更好的发展前景。

参考文献：

[1] 张志强. 煤矿机电设备中变频节能技术研究[J]. 山西能源学院学报, 2017(4):33-35.

[2] 魏金玉, 王衡. 煤矿机电变频控制技术与节能应用研究[J]. 河南科技, 2019(7).

[3] 秦玉忠. 瓦斯抽采泵站变频节能控制系统研究与实践[J]. 自动化与仪器仪表, 2018(7).