煤礦機電設備變頻節能技術探究

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1變頻節能技術概述

變頻節能技術利用半導體器件的調節作用改變交流電源的頻率，將原本固定的頻率調整為用戶所需頻率，達到降低設備功耗的目的。該技術的核心元件是變頻器，主要由逆變器、控制部分、整流晶閘管和中間直流環節四個部分組成。將變頻器加裝到線路之后，線路中發動機等設備的運行頻率就會被變頻器控制，達到控制設備運行速度的目地。在煤礦機電設備中，電動機的負載會因為實際任務的不同而頻繁變化，因此安裝變頻器來調節電動機的工作頻率將會大大減少設備的能源損耗，優化設備性能。

2變頻節能技術的基本原理

變頻器在工作過程中，交流工頻電源先通過一個整流器，此時頻率、電壓不可調節的交流電就會被轉換成直流電，之后在運行指令的控制下，控制電路會對電源的頻率和幅值進行控制，之后再通過逆變器將直流電轉化為當前狀態下電機所需的頻率、電壓可調的交流電來帶動負載工作。通常情況下，我們還需要給變頻器安裝一些輔助設備比如自動空氣開關、噪聲消除器等來保證輸出電流的安全可靠性。大量實驗數據表明，與工頻相比，各種負載在變頻狀態下運行，其效率在不同程度上各有提升。

3變頻節能技術的發展

以前的煤礦開采中，經常發生坍塌事故。對事故原因進行調查后發現，很多是由對設備的使用不當造成的。國家近些年加大了煤礦管理力度，禁止無資質、不合格的企業進行煤炭開采工作。在新的標準中，對開采設備的要求也比較高。一些主要設備上，例如提升機、膠帶機、空壓機等都有使用變頻器。隨著變頻技術的不斷發展，到了20世紀80年代，人們還研究出了PWM智能模塊，提高了變頻的功率，使設備的運行更加穩定。變頻器實現控制功能的原理是矢量和轉矩的控制。目前，我國在變頻器的應用方面已經處于比較先進的水平，也發表了很多比較先進的言論，例如模糊自動化理論、人工神經網絡控制理論等?？v觀我國變頻技術的發展歷程，早已從早期的單片機處理發展到了如今的編程控制。

4變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用

1)變頻技術在提升機中的應用。提升機主要是將煤炭從礦井深處運送到地表，在其運行過程中，很多時候需要對其運行速度進行調節，傳統的金屬電阻雖然也能夠實現這一功能，但從整個電路安全角度進行分析，這種調速安全性并不高，電能消耗也很大。而引入了變頻技術之后，不僅提高了設備的穩定性，保證了速度調節的及時性，而且減小了故障的發生率，在保證物料正常運輸的同時，還確保了操作人員的安全。隨著變頻技術的不斷發展，目前已經研制出提升機專用變頻器，該設備兼容性強，為煤企帶來了良好的經濟效益。

2)變頻技術在采煤機中的應用。采煤機一旦出現故障，整條生產線必須停止工作。變頻器節能技術的引入，在很大程度上有效地解決了這一難題。目前，我國的變頻采煤技術處于世界領先水平，我國生產的電牽引采煤機最大功率可達到2×110kW，設備在工作過程中，變頻器的額定電壓為380V時能夠實現主從控制。實際應用過程中，在變頻器的帶動下，能夠保證設備的牽引速度恒定，且不發生下滑跑車現象。在控制過程中，還具有操作簡單、反應快等優點。

3)變頻技術在膠帶輸送機中的應用。從應用原理上進行分析，變頻技術在膠帶機中的應用原理和提升機的應用原理是相同的。在運輸煤塊過程中，膠帶與滾輪之間的摩擦力越大，能夠運輸的煤炭重量也就越大，但是運輸的煤炭越多，對設備造成的壓力也就越大。而變頻器的應用，則幫助人們找到了運輸量和設備負荷之間的平衡。以往為了保護設備的安全性，都是使用液力耦合器完成膠帶的軟啟動，長此以往，容易對膠帶造成損壞，導致其老化、斷裂。而變頻技術的使用，能夠降低設備在啟動過程中的電流，保護設備在啟動過程中避免受到大電流的損害，有效解決功率的同步問題。

4)變頻技術在流體負荷設備中的應用。在流體負荷設備中加入變頻技術可以對風機和水泵進行變頻調速。變頻器越來越多地應用于煤礦風機中，技術人員通過對煤礦環境的研究，調配出了適合煤礦環境下的變頻調速裝置。在對風機加裝了變頻器之后，最低轉速相對于改裝之前有了大幅度下降，不僅更加適用于井下，還可節省大量的電能。在液用泵、礦區給水中，變頻設備的應用也十分靈活，不僅提高了控制效率，還增強了設備的靈活性。無論是哪一方面功能的增強，都為煤礦系統的安全運行打下了良好的基礎。

5結語

我國擁有大量的煤礦資源，人們對于煤炭資源的需求量也很大，隨著人們對環境問題、安全問題的重視，在進行煤炭資源開采時，需要注意的地方也越來越多。變頻技術就是節能環保的一個重要研究方向。雖然目前變頻節能技術在煤礦開采過程中發揮了重要的作用，但是其功效并未完全發揮出來。根據目前的實踐經驗，變頻節能技術已經展現出了節能、減排方面的功效。我國的煤炭生產企業應該加強對變頻技術的研究，增加其帶來的環境效益和經濟效益。