摘要：隨著社會經濟的發展，煤礦市場需要智能化數字化技術支持以擴大產能同時保證質量，面對不斷增加的企業競爭帶來技術動力。煤礦資源的應用隨著生產生活的使用變得越來越少。要在開發煤礦資源的同時，還要解決資源短缺問題，做好設備節能、技術提升，降低污染排放是非常重要的是當前重要的研究課題，經過理論和實踐煤礦機電設備采用變頻節能技術，在采掘機、通風機機等設備施工大大降低了能耗，發揮了很好的節能和調節效果，很大程度上促進了煤礦經濟效益的提升。圍繞煤礦機電設備變頻節能技術的應用展開分析，希望能夠對提高煤礦企業運行效益具有參考價值。

關鍵詞：煤礦技術；變頻技術；設備節能

作為一個豐富煤礦資源擁有的大國，我國地表層中具備大量的煤礦資源，開展煤礦產業的開發和運用，在提高國民經濟中發揮巨大的促進作用。但是從現階段開發狀況來看，中小型煤礦由于技術落后等問題，在實際生產中出現的能耗增大、整體生產效率降低等問題，嚴重影響著煤礦企業的發展。逐漸利用技術創新對機電設備升級節能技術加以優化，在煤礦企業運行中得到很好的使用效果。結合實踐和理論進行煤礦機電設備的變頻節能技術的應用，還是有很多的課題需要去解決，目標是全面實現煤礦安全可靠的生產，增加生產效率。

1 變頻節能技術概述

1 ）變頻節能技術是無附加轉差損耗的高效調速方式之一，技術的基本原理是：在電力半導體器件的通斷作用下將工頻交流電壓變為直流電壓，由整流橋再電壓可調的交流電壓逆變器轉換為頻率、作為交流電機的驅動電源獲得無級調速電壓和電流。變頻技術綜合應用電力電子技術、微技術和電機傳動技術，應對能源危機中發展而來，變頻調速技術在機電一體、強弱電混合的基礎上，按照電機負載而進行自動的平滑的增速、減速工改變供電電源頻率，交流變頻調速技術作為無附加轉差損耗的高效調速方式，對于電動機進行綜合應用，有效大幅度提高機電設備改造后的工作效率。2 ）傳統的煤礦機電設備、變頻器是不能進行電流頻率的改變，變頻節能技術實際上是改變電流頻率的一種技術，這種技術利用高科技方法將電源頻率加以控制，其基本工作原理是在整流器中工頻電流改為直流電流，利用電壓頻率控制交流電，將直流電源進行轉變之后，的電流輸送的電動機中，電動機本身具有復雜的結構，包括電源板、鍵盤、控制面板、電機電容等。在運行設備時運用變頻器之后有效的實現設備節能使用需求，完成長期恒定的電流運行。煤礦機電設備運行過程中通過技術改造可以改變電動機的轉速，拉長設備運行周期，合理的將設備的能耗加以降低[1]。3 ）隨著技術的不斷應用和理論研究的深入，變頻器的調節技術得到了優化，為煤礦機電設備的運行、提高壽命、節約能源提供了技術支持，真正的做到了提高設備、降低能耗和提高設備使用年限。

2 變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用

1 ）采煤機運用變頻節能技術，經過變頻節能技術改進之后，采煤機中的電牽引需求得到了提升。煤礦設備運行過程中對電機設備牽引的尺寸，常常是要予以限制的，要求不能有過大的功率，在相同尺寸、外形的情況下交流電機的功率更大才能滿足系統運行的需求。這對于系統來說需要增加功率，同時保證安全穩定性，使用一種電機進行牽引變頻結構系統，交流直流交變頻率系統共同運行，容易將設備的使用壽命在于縮短，采用變頻技術進行改造之后，進一部分的供電形式，有三項，公平交流電變為恒定的直流電，利用大功率精軋管，可以進行交流電的輸送，可變電壓和頻率達到無極調速的目的[2]。2 ）變頻技術還可以對過負荷過熱、過電流、失速、過電壓、熔斷絲切斷、控制電路、異常等問題加以保護。技術的保護作用，表現為一旦發生故障就會立即停止變頻器工作，通過數字面板來判斷參數是否異常，然后在額定轉速基礎上進行調速。如在提升機上應用變頻技術，利用相應的設備，進行運輸設備中的況費時、設備材料等環節的改變。煤礦地下運輸主要設備是運輸機提升機，礦井系統，因為控制較為復雜，慣性較大，運行就快，常常需要交替使用，提升機的運行需要具有很好的電機轉動要求，才能符合上述要求[3]。當傳統的使用電動機傳動過程，很大程度上在生產效率上不高，實際運行上工作量一大，就容易導致運行速度曲線發生異常，系統出現失控，對于人員操作安全產生影響，甚至會發生超速和過卷事故。3 ）井下傳送帶上使用變頻技術，最大限度地增加利用率，保證分離物料時運載裝置和驅動裝置能夠高速有效的完成帶式運輸機的運行，完成運輸送料的任務。井下運輸的主要動力是帶式運輸機，要確保其穩定運行和啟動設備時不會出現故障，達到軟啟動替代的目的，必須使用變頻技術才可以做到上述要求，能夠節省90%以上的能源利用率，降低能源消耗，及時的在煤電系統中進行多余能耗的降低，將消耗的熱力加以去除。4 ）在通風機上使用變頻技術，如局部通風機和主風機上，當風井處出現全負壓狀態時一般是由于傳統的通風機局部大多數采用壓入式的，在巷道掘進中基本作用是將稀釋有害氣體加倍稀釋和排出，保證井下有新鮮的風流，并達到降溫的目的。變頻機的使用增加了風機的運行效率，不改變風量的情況下，促進挖掘和開采過程中井下風壓保持穩定。而且可以根據實際的向導需求來進行合理調節變頻節能技術，最大程度地節約技能，節能合理的更改。風機滿負荷工作狀態改造之后，出現的軟啟動功能還可以隨時停止，不會對電網產生沖擊[4]。5 ）在水泵中應用變頻技術，大大延長了設備使用期期限。傳統的煤礦生產過程中，根據實際情況進行水流量的控制，但是一旦運行時發生設備參數變化，如閥門的實際開度缺乏合理控制就會得到影響，達不到水泵良性運行。在長時間的運行下，提高變頻器的靈活性和智能性，能保證安全的生產，同時靈活地控制水分氣體，防止井下液位降低和防止因為頻繁啟停和空轉過程中的造成消耗能量過大，還可以最大限度的降低設備損耗[5]。

3 應用案例分析

在某礦山井下采煤設備中運用電牽引采煤機回饋制動四象限變頻器之后，傾角達到15 度到30 度，從現場運轉狀況來看，在大傾角下工作，依然能夠實現電氣因采煤機的調理制動力句，維持牽引速度不變，構造非常簡單，而且操作非常便捷，速度調理牢靠。首先在操作控制上借用動力電來控制芯線，控制回路以磁力起動機進行先導回路連接，組成遠程控制回路，送電后割電機和泵電機運行牽引變壓器，輸出400V交流電，啟動器延時57 秒，之后經過伺服、順從、磁力、截割電機運轉，左右端頭總停左右遙控器，總廳和變頻器湘贛上的總體串進截割電機和泵電機的溫度節點，啟動回路上接近PRC電機，溫度一旦發生超限和瓦斯濃度超低，可以自保節點接近啟動回路，經過這些節點斷開之后，將電腦切斷，運輸機的控制上裝置的變頻器蓋板上的控制按鈕，可以控制運輸機的停機，在不控制啟動的情況下，可以完成自動化采煤機的檢修，對電磁閥的控制全部采用防爆電磁閥，分別控制左右搖臂、升降、控制、牽引電機、制動、松閘，啟動左右端頭站和左右遙控器上的上行升降。PLC程序控制系統可以進行左右端頭的遙控、控制和轉換隔離的切換，牽引控制達到自動化牽引電機的供電拖動游交流、變頻調控、電控安裝改動牽引電機的轉速，改動變頻器供電電壓頻率，從變頻器的設計上就設定了給定速度，將變頻器設置為轉矩給定，主變頻器由plc給出速度給定，轉矩輸出改為轉矩給定轉矩控制，由主變頻器進行控制，完成自動控制。單牽引采用變頻技術，所驅動的牽引采用齒式離合器。傳統的電機控制直接對風機進行調速是無法實現的，企業大量的花費資金投入到增加通風量、購買新設備，而應用變頻技術后可以根據實際工作需要對通風量的實時調整，避免風機在啟停過程中的沖擊，井下作業安全度大大提升，風機的使用壽命也得到了增加。機電設備在井下作業必須要經歷頻繁的啟停環節，在應用變頻技術后，使其工作更加平穩，能根據實際工作需要，實時對牽引速度進行調整，使其工作效率變得更高、更加節能，能有效避免其工作中出現的溜坡、打滑現象，還使操作更容易控制，操控更加精準。

4 結束語

煤礦企業是耗電大戶，風機、水泵、壓縮機等設備用電量占到整個煤礦生產用量的量的半數以上。采用變頻調速技術經過幾十年的發展，從變頻技術在風機、提升機、空壓機、皮帶機中的應用效果看，變頻技術的應用以其卓越的調速性能和顯著的的節電效果，在煤礦機電設備運行中得到廣泛推廣。隨著計算機技術、自動控制技術大功率輸出技術的不斷發展，變頻器調速技術將擁有突破性的進步。今后節電和推動技術進步將成為必然的發展趨勢。高可靠性的、大容量的多功能變頻器，能夠為煤礦節省能源達到60%以上。因此采用變頻調速技術，真正的提高煤礦生產效益，降低煤礦生產能耗，改造后的機電設備將在節能環保方面發揮更大的作用，為煤礦生產取得更加顯著的經濟效益助力。

[1]王軍輝.煤礦機電設備中變頻節能技術的思考[J].科技風，2020 ，（1 ）：150.

[2]蹇鳳伍.基于煤礦機電設備變頻節能的原理與應用[J].建筑工程技術與設計，2019 （34 ）：2879.

[3]宋婭敏.煤礦機電設備中變頻節能技術應用分析[J].技術與市場，2019 ，26 （12 ）：115-116.

[4]何明軍，姜瑞成，趙輝.變頻技術在煤礦機電設備中的應用[J].魅力中國，2019 （49 ）：363-364.

[5]馮鎮西，王芳.煤礦機電設備中變頻節能技術[J].大科技，2019 （32 ）：179-180.