陕西煤业集团黄陵建庄矿业有限公司 陕西 727307
摘要：随着经济的迅速发展以及科学技术水平的不断提高，我国的煤炭生产行业不断出现新技术、新工艺，并取得了较大的发展，尤其是机电变频节能技术逐渐得到广泛的应用，为煤矿行业的节能和机械的平稳调节做出了重要贡献。本文首先分析煤矿机电设备中变频节能技术原理，然后介绍了几种变频节能技术的应用，以供参考。
关键词：煤矿机电设备；变频节能技术；原理；应用
引言
我国地表土层中藏有丰富的煤矿资源，煤矿业是我国经济的支柱产业，给我国社会经济的快速增长提供重要动力。但是，目前煤矿企业对煤矿进行开采的过程中，存在着多种问题，尤其是小型煤矿企业，其仍然采用较落后的技术进行煤矿开采，存在较多的安全问题。不仅如此，煤矿企业进行生产时，其消耗的能源较多，产出少，严重限制了煤矿企业的发展。为了解决这些问题，煤矿企业逐渐应用变频节能技术以提高煤矿机电设备的生产效率，而经实践证明，变频节能技术能够有效提高煤矿机电设备的生产效率。本文现对我国煤矿机电设备中变频节能技术的应用情况进行探讨，展现变频节能技术的应用价值。
一、变频技术的作用原理
目前，综合应用于电动机传动、电力电子等技术上的交流变频调速技术就是我们常说的变频技术。变频技术具有比较强的综合性，实现了对强弱电和机电的充分融合。实质上，变频技术之所以能够对工频电流的频率进行变化控制，主要是利用了不断切断、结合的电力半导体器件。作为一种有效、经济而且低耗的电能控制技术和调速技术，它的主要原理是实现工频交流电压向直流电压的转变之后再利用对逆变器频率和电压的调节来驱动交流电动机，而交流电动机因为所获得的电流和电压不同，则表现为它的转速便不同。由于变频技术提高或者降低电动机转速仅仅通过对电动机负载的改变即可，所以能够有效地提升工业生产的效率，同时能够在低工作负荷的情况实现电动机转速的降低，或者是根据实际情况采用对应的转速，不用再像往常那样使得电动机处于全速运转状态，白白浪费大量的电力能源。也正是因为节电，变频技术能够获得非常好的节能效果。
二、煤矿机电设备中变频节能技术的应用
1、煤矿流体负荷设备中变频节能技术的应用
在流体负荷设备中变频节能技术的应用，大部分集中在泵所还有风机采用的变频调速。变频调速在风机中的应用日益多起来，专门为煤矿独特环境设计的变频调速设备也产生了。风机被改造后，转速与改进前最低转速比较实际上大幅度下降了。电机实际输出功率与矿井特性更加适应，具体为前导器没有改进时半关闭时的1/3风量与风压，每年的电费显著降低了。而变频调速能够灵活应用于矿区给水、给液用泵中，使得设备的机械冲击大幅度降低了，工艺系统控制具备了更为强大的灵活性，产品质量上升到了新的高度。对抽水泵的平滑起停能够灵活控制，可以适时增速或减速，为井下液位保持恒定创造了条件，使得泵空转时间与频繁起停产生的能耗显著降低，在很大程度上降低了机械设备的损耗，为生产实现高效、安全运行创造了有利的保障。
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2、皮带输送机中变频节能技术的应用
变频技术在皮带机方面的应用具有和提升机相同的原理。在皮带将井下的煤炭运送到地面上的过程当中，更大地发挥摩擦力的牵引作用，通过张力变形和摩擦力带动物体在支撑辊轮上运动，成功地完成煤炭运送工作。在传统的皮带机运输过程当中，采用液力耦合器来实现皮带机的软启动，这常常容易造成皮带断裂和老化。采用变频技能技术主要是降低电机启动时的电流波动，减少机电内内的机械冲击和发热的情况。使得皮带机的传送功能能够获得最大的发挥，解决功率平均和同步问题。
3、乳化液泵中变频节能技术的应用
乳化液泵作为煤矿主要的液压设备，是液压支架及钻机的动力设备，其工作环境恶略，长期连续运转，目前乳化液泵主要采用溢流阀调节流量和压力的方式。由于其在使用中流量及压力变化波动大，即使在不需要液压动力的情况下，乳化液泵电机仍以恒速运行，导致乳化液在高压状态下高速通过溢流阀泄压来实现压力平衡，进而使乳化液温度升高，液压系统密封圈因高温老化，液压元件损坏。为降低乳化液温度，采取了增大散热面积、外排高温乳化液等方式，不但浪费而且效果不明显。采用了变频技术后，当压力增大时，通过变频调速使电机转速降低。众所周知：流量和转速成正比，压力和转速的平方成正比，轴功率和转速的三次方成正比。在满足生产的情况下，降低电机转速，可以有效的降低电耗，实现节能的目的。目前设备运行平稳，故障率低，节能效果明显。
4、矿井提升机中变频节能技术的应用
矿井提升机在煤矿生产中的条件比较复杂，大多数矿井提升机都是在非常恶劣和繁重的环境下运作的，因此这就对其性能和质量提出了较高的要求。在煤矿生产过程中，矿井提升机往往需要反复启动与操作，其中调速任务有很多，并且比较容易引发设备故障，从而对煤矿的正常生产产生较大的不利影响。而随着变频节能技术被越来越广泛地应用于矿井提升机中，其在进一步提升矿井提升机工作效益的同时，还对其起到了一定的保护作用。利用了变频节能技术的矿井提升机，能够在内部软件的辅助下更高质量和更快速度地完成工作任务，并且其运行能耗也比原来大大减少，尤其节约了大量的电能。目前，科研人员又研究出了一种专门用于矿井提升机的风光提升机变频器，其具有很高的兼容性，能够强化矿井提升机的性能。利用变频节能技术的矿井提升机的系统，变频装置替换掉复杂的串联电阻切换装置，并完成提升机运行速度曲线、转矩大小的要求，极大地使控制操作流程得到简化，提高控制精度。
5、故障检测技术的应用
作为煤矿安全生产检测工作的关键性内容，信息的获得无疑至关重要，而获得信息的主要手段就是故障检测技术。在煤矿变频器自控系统中，通过煤矿安全生产现有的客观资料，我们可以初步确定远程检测的初始方案，进而在煤矿运营过程中根据故障检测数值、经验方法等内容，开展反馈分析等工作，修正初步方案与施工网络计划，以保证工程按照最优的设计与施工方案进行。因此，变频器故障检测工作的重要性也就显而易见了。针对我国煤矿井下开采中的一些不安全因素，变频器故障检测技术在远程检测中的应用能够很好的解决此类问题，它不但可以很好地掌握工程的工作运营状态，利用检测数据对流量方案进行整改，并指导开采质量作业；还可以预见事故风险，采取一系列的事前措施，给建筑的安全管理提供信息，保证了煤矿安全生产的稳定性。
结语
总而言之，在煤矿机电设备中应用变频节能技术变得更加广泛，不仅能够合理的控制设备运行速度，还可以有效降低磨损机械的程度，可以利用变频节能技术来解决生产过程的操作问题，以便于可以提高运行效率和整体性能，除此之外，在未来的发展过程中，变频技术对于配置特殊设备、专业化设备以及达到网络化控制变频器的目的，保证可以充分发挥变频技术的实际作用，为企业发展带来最大化的经济效益。
参考文献
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论文作者:方磊,康行,弥峰涛
论文发表刊物:《基层建设》2016年20期
论文发表时间:2016/12/1
标签：煤矿论文; 节能技术论文; 矿井论文; 转速论文; 机电设备论文; 技术论文; 提升机论文; 《基层建设》2016年20期论文;