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摘要:煤礦是我國重要的生產資源，是國家生產發展必不可少的重要組成部分，對煤礦的開采既要保證質量效率，又要保證節能安全。近幾年節能減排成為國際熱點話題，大多數國家都面臨嚴重的能源危機，因此我國必須高瞻遠矚，不斷升級改良煤礦機電設備，提升其技術含量。變頻節能技術作為一種新型技術可提升煤礦機電設備的控制功能和節能性能，因此未來煤礦機電設備的發展必然與變頻節能技術息息相關。基于此背景，對煤礦機電設備中變頻節能技術的應用進行了分析，希望能為相關工作人員提供理論借鑒。

關鍵詞:煤礦機電設備;變頻節能技術;應用

煤礦資源在我國各行業的發展中扮演重要角色，是工業發展的基石。但從近幾年的數據報告顯示煤礦井下‘四大件’的耗電總量占總耗電量的60%左右，除了常規使用，還普遍存在浪費現象。在黨的會議上強調，要實現經濟發展與生態環境的和諧共生，因此開發節能技術緩解煤礦機電設備的耗電問題刻不容緩，變頻節能技術具有良好的調速性能與節能效果，在保證生產質量的同時，可降低設備對資源的依賴，另外，其自動化程度較高，可大大提高煤礦作業效率。

1變頻節能技術的基本原理和發展

變頻技術是指通過改變交流電頻率的方式實現對設備的自動化控制的過程，在變頻技術的實際應用中可在系統前端給機電設備設置參數值，然后通過了解負載段的變化值改變設備的運轉條件，進而提高機電設備的運轉效率。相較于普通技術而言，變頻技術能在同等的時間內增加運轉速率，但對能源的消耗卻同比下降。變頻節能技術的作業公式如下:n=50f/p，n為電動機轉速，f為變頻器的輸出頻率，p為電動機的極對數，假如設備運轉的頻率在0－50Hz，則n的調節范圍很寬。依據公式可知，變頻調速就是根據電動機電源頻率的變化來實現調速的。對煤礦的生產而言，作業環境相對特殊，要求技術要滿足安全性，變頻節能技術并不能輕易的在井下應用，不過隨著技術的不斷革新，變頻節能技術的集成度越來越高。以空氣壓縮機為例，可以根據企業壓縮空氣系統的使用情況改良設備，而變頻節能技術就是最好的選擇，在空氣壓縮機上按照循環啟動的方式閉環控制大約4臺空壓機的運行，然后由變頻節能裝置自動采集現場的氣壓，整個過程如圖1所示。總的來說，變頻節能技術可以很好的改善設備性能，對提高效率，維護效益大有裨益。

2煤礦機電設備中變頻節能技術的應用

2．1變頻節能技術在流體負荷設備中的應用。2．1．1風機中的變頻調速。風機是煤礦生產的必要設備，目前已經出現了專為煤礦特殊環境所設計的變頻調速裝置，期望通過技術更新實現設備的功能升級，譬如晉煤集團某礦井在風機改造中把原來JRQ—1510—10型高壓繞阻式電機改成了型號為JSI57—10的低壓鼠籠式電動機，經技術改良后，1臺變頻器可以控制2臺電機，相當于節省原來1/2的功率。同時，設備經過改造后，實際轉速與之前相比下降了大約70r/min，電機的輸出功率較之前相比也增加了1/3，風機所產生的風量和風壓大大提高，不僅適用于礦井環境，還滿足技術應用要求，最后在年終財報中發現，經過技術改進大約節省電費56萬元。2．1．2泵中的變頻調速。變頻調速在礦區給水中的應用比較大，利用變頻技術可以降低煤礦機電設備對機械的沖擊，從而增加工藝系統控制的靈活性。對主排水泵而言，降低能耗必須有效控制其平滑、起停、加減速的指令，利用變頻器和PLC控制器可以為水泵設備設計1套監控系統，從變頻器的控制中降低水泵空轉的頻率，并且可以降低對設備的損耗程度。2．2變頻節能技術在機械動力負荷設備中的應用。2．2．1變頻節能技術在采煤機中的應用。變頻節能技術在采煤機中的應用相對比較成熟，我國的采煤機變頻調速系統早已從原先的一拖二改為了一拖一，這說明我國對交流變頻調速采煤的技術研究較深。從應用實際出發，我國采煤機最大的行走功率為2×110kW，變頻器電壓為380V，在這種恒定條件下，可以對恒定功率進行調速，在2臺變頻器之間控制轉矩平衡，進而增強采煤機的作業功率。以太礦采煤機為例，經過研發生產了型號為MGTY300/730－1．1D的電牽引采煤機，并將機器應用于范各莊礦中，由于該礦井的地理位置復雜，采區的傾斜角較高，普通采煤機無法達到作業標準，應用雙變頻電牽引采煤機可以對大傾角工作面實現實時調節，機器在邊坡處也未發生下滑等現象。2．2．2變頻節能技術在提升機中的應用。提升機在礦山中的應用較多，目前提升機變頻器的研發也愈來愈符合施工標準，目前已經有數百臺用于實踐，其中最常見的型號為JD－BP32－185P，這種以變頻節能技術為基礎的煤礦機電設備在數字化控制上相對成熟，便于工人操作，在構思之初就安裝了專門控制設備的軟件，故而工程師可以通過數據傳送了解其施工狀態。變頻提升機具有較高的兼容性，借此可為操作人員提供較為完整的輸入輸出接口電路。2．2．3變頻節能技術在膠帶輸送機中的應用。膠帶輸送機在煤礦生產中起到運輸作用，設備功率一般較大，且需依賴高電壓，在以前的技術中往往會出現輕載或者空載的情況，雖然不會給煤礦生產帶來問題，卻在無形中浪費了資源，造成了電能的不必要浪費。在該設備中應用變頻節能技術可明顯緩解該問題，山西晉煤集團下屬公司用四象限變頻調速技術研發了新型膠帶輸送機，該設備可將電機產生的部分能量反饋到電網中，這樣可以有效降低對能耗的使用。

3結語

變頻節能技術在煤礦機電設備中的普及程度越來越高，雖然整體應用率還達不到國家期望的標準，但發展前景良好。我國煤礦資源豐富，但人均資源極少，因此必須充分了解當前技術，不斷研發剖析新變頻技術，進而推動我國煤礦產業的發展。

參考文獻:

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［3］劉學偉．變頻技術的使用原理及在煤礦機電設備中的運用研究［J］．數字化用戶，2014，11(18):135－136．

作者:宋婭敏 單位:晉煤集團