煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

解 瑩

（兗礦集團(tuán)鮑店煤礦機(jī)電工區(qū),山東 鄒城 273516）

煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

解 瑩

（兗礦集團(tuán)鮑店煤礦機(jī)電工區(qū),山東 鄒城 273516）

隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，全世界都面臨著嚴(yán)重的資源和能源危機(jī)，現(xiàn)階段我國的形勢也不容樂觀。因此，開發(fā)新能源，提高能源效率，節(jié)約能源是解決能源危機(jī)的重要途徑。變頻節(jié)能技術(shù)是一種重要的節(jié)流方法被應(yīng)用于各個生產(chǎn)領(lǐng)域。本文重點(diǎn)探討了變頻節(jié)能技術(shù)在多種煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用，并對其未來的發(fā)展進(jìn)行了展望。

煤礦機(jī)電設(shè)備;變頻節(jié)能技術(shù);技術(shù)應(yīng)用;發(fā)展趨勢

0 引言

我國煤礦資源較為豐富，煤礦產(chǎn)業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位，對我國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長發(fā)揮了巨大作用。但目前，我國煤礦開采行業(yè)形勢不容樂觀，不僅耗能嚴(yán)重，且生產(chǎn)效率也較低。變頻節(jié)能技術(shù)作為一種重要的節(jié)流方法在煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中發(fā)揮了巨大的節(jié)能效率。比如，在礦井中通過應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)后，水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率較之前都有極大提高；再如，礦井中的重要動力負(fù)荷設(shè)備礦井提升機(jī)、空壓機(jī)、煤礦采掘運(yùn)輸機(jī)等設(shè)備在啟動、加減速、制動等方面發(fā)揮了巨大的節(jié)能效果。因此，變頻節(jié)能技術(shù)在我國煤礦的安全生產(chǎn)中具有重要的推廣價值。

1 變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用分析

隨著變頻節(jié)能技術(shù)安全節(jié)能的功能逐漸凸顯，因此該技術(shù)在我國煤礦機(jī)電設(shè)備中被廣泛推廣應(yīng)用。筆者通過對變頻節(jié)能技術(shù)在機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用研究，重點(diǎn)闡述下該技術(shù)在以下主要機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用概況。

（1）變頻節(jié)能技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用。目前，采煤機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)已從“一拖二”發(fā)展為“一拖一”取得了進(jìn)一步的發(fā)展和完善，我國能量回饋型四象限運(yùn)行的交流變頻調(diào)速采煤技術(shù)已相當(dāng)成熟，國產(chǎn)電牽引采煤機(jī)的變頻器電壓為380，行走功率最大可為220Kw能夠在額定轉(zhuǎn)速下實現(xiàn)恒定轉(zhuǎn)矩調(diào)速以和在額定轉(zhuǎn)速以上情況下實現(xiàn)恒定功率調(diào)速及兩臺變頻器之間的主從控制和轉(zhuǎn)矩平衡。使用了回饋制動的四象限變頻器的電牽引采煤機(jī)，通過在我礦實踐應(yīng)用后可以看出，四象限變頻器調(diào)速電牽引采煤機(jī)能夠?qū)ξ也蓞^(qū)20o～30o的大傾角工作面較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)制動力矩，確保牽引速度恒定不變，且未發(fā)生機(jī)器下滑跑車現(xiàn)象。同時，四象限變頻器調(diào)速電牽引采煤機(jī)還具有結(jié)構(gòu)簡單，方便操作，速度調(diào)節(jié)可靠等優(yōu)點(diǎn)，切實有效地解決了電牽引采煤機(jī)在大傾角工作面采煤的技術(shù)難點(diǎn)。

（2）變頻節(jié)能技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用。煤礦提升機(jī)是煤礦生產(chǎn)過程中的重要機(jī)電設(shè)備，不僅能夠降低礦工的勞動強(qiáng)度而且對礦工的安全生產(chǎn)也起到了有效的保障。以往提升機(jī)調(diào)速裝置的工作原理主要是在電動機(jī)轉(zhuǎn)子電路中通過利用金屬電阻來進(jìn)行調(diào)速操作，但是這種方式在實踐應(yīng)用過程中存在的缺點(diǎn)也較大，不僅具有較大的安全隱患，且電能的消耗也非常大。通過在提升機(jī)中引用變頻節(jié)能技術(shù)

可以將交流四象限變頻調(diào)速系統(tǒng)與變頻防爆提升機(jī)相結(jié)合，采用無速度傳感器矢量控制方式以輸入和輸出接口來遠(yuǎn)程控制提升機(jī)操作。同時該變頻調(diào)速提升機(jī)還具有全面保護(hù)措施，如過流、過壓、欠壓及電機(jī)缺相保護(hù)等。

（3）變頻節(jié)能技術(shù)在皮帶輸送機(jī)中的應(yīng)用。傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)驅(qū)動裝置主要有以下六部分組成：電機(jī)、制動器、聯(lián)軸器、減速機(jī)、耦合器、滾筒等部件組合如圖1所示。這種結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜且布置寬度尺寸也相對較大，維修保養(yǎng)也較多，主要是利用液力耦合器對皮帶機(jī)實施軟啟動，長時間這樣就會使皮帶發(fā)生老化斷裂的情況。采用變頻節(jié)能技術(shù)后不僅縮小了布置空間，而且實現(xiàn)了軟啟動。在皮帶輸送機(jī)中轉(zhuǎn)入了皮帶秤動態(tài)稱重反饋控制系統(tǒng)，這樣可以使皮帶根據(jù)物料的重量多少實現(xiàn)重載加速、輕載減速以及空載停止等變速運(yùn)輸，不僅節(jié)約了電能資源，而且有效提高了皮帶輸送機(jī)的工作效率。

圖1 傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)布置圖

（4）變頻節(jié)能技術(shù)在流體負(fù)荷設(shè)備中的應(yīng)用。變頻節(jié)能技術(shù)在流體負(fù)荷設(shè)備中應(yīng)用主要是對風(fēng)機(jī)和泵的調(diào)速控制。變頻調(diào)速在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用為了適應(yīng)礦井的特殊工作環(huán)境，通過對風(fēng)機(jī)進(jìn)行升級改造后，有效降低了以往的最低轉(zhuǎn)速，這樣改造后的風(fēng)機(jī)不僅更加適應(yīng)工作環(huán)境,而且每年也可以為企業(yè)節(jié)約不少電費(fèi)支出。而變頻調(diào)速系統(tǒng)在礦區(qū)液用泵在礦區(qū)給水中的應(yīng)用也發(fā)揮了重要作用，對設(shè)備的機(jī)械沖擊大大降低，工藝系統(tǒng)的控制也更加靈活，極大提高了產(chǎn)品質(zhì)量。同時變頻技術(shù)對抽水泵實施加減速、平滑啟停的控制，使得井下液位時刻趨于穩(wěn)定狀態(tài)，杜絕了水泵空轉(zhuǎn)和頻繁啟停的耗能。所以變頻節(jié)能技術(shù)對設(shè)備降低損耗及煤礦的安全生產(chǎn)都起到了積極的作用。

2 變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的展望

現(xiàn)階段，變頻技術(shù)在煤礦采礦行業(yè)發(fā)揮至關(guān)重要的作用，隨著煤礦行業(yè)的廣泛應(yīng)用，可以看出未來發(fā)展空間巨大，采用變頻技術(shù)來提高煤礦行業(yè)的節(jié)能水平是發(fā)展的必然趨勢。我國是一個煤礦大國，因此在今后的開采過程中所應(yīng)用到的設(shè)備種類也會持續(xù)增多，因此所應(yīng)用的與機(jī)電設(shè)備相匹配的變頻技術(shù)也會更大范圍地發(fā)揮作用。目前我國礦山開采中電子技術(shù)已被廣泛應(yīng)用，變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用必定會有一個很好的發(fā)展前景。

3 結(jié)束語

變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用越來越廣泛，具有極大的市場發(fā)展前景。在當(dāng)下我國倡導(dǎo)節(jié)能化發(fā)展的今天，煤礦企業(yè)要想實現(xiàn)安全生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，就一定要著重研發(fā)和應(yīng)用與機(jī)電設(shè)備相匹配的變頻節(jié)能技術(shù)。經(jīng)過在煤礦的實踐應(yīng)用證明，通過利用變頻節(jié)能技術(shù)不僅具有完善的變頻調(diào)節(jié)功能，而且還起到了節(jié)能減排的效果，有效推動了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

[1]王金龍.淺談煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[J].商品與質(zhì)量：學(xué)術(shù)觀察,2012(10).

[2]李良仁.變頻調(diào)速技術(shù)與應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社,2004.

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.045