变频节能技术在煤矿井下机电设备中的运用

钟升

摘   要：煤炭开采公司在开采煤炭资源时需要应用各类的机电设备，煤炭在国内的能源结构中占有较大的比例，并且煤炭也是国内火力发电的重要资源。此外，煤炭在国内的钢铁行业、电力行业和化工行业内部，煤炭资源都有广泛的应用，因此如何去提高煤炭开采的效率，来为社会提供稳定的煤炭资源供应，是煤炭开采公司需要思考的问题。

关键词：变频节能技术  煤矿井  机电设备

中图分类号：TU85                                  文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2020）06（c）-0014-02

煤炭开采公司在开采煤炭资源时需要应用各类的机电设备，才能够将矿井内部的煤炭运输到井外，应用现代化、自动化、智能化的设备，可以提高井下煤矿开采的质量和效率。并且煤矿开采公司将变频节能技术运用到设备内部，实现对机电设备的智能化管控，机电变频技术应用于设备内部，可以减少机电设备的电能消耗。通过调研分析发现，将变频的智能技术应用到设备内部，可以降低设备约40%左右的电力能源消耗，变频技术还可以缓解对机电设备启动时形成冲击，减少设备启动时给设备带来的损伤，以延长机电设备使用时间。

1  变频技术的概述

煤炭开采公司通过使用变频节能技术来加强对矿井下部机电设备的控制，提高机电设施设备运行的安全性，来保障煤矿生产作业的安全。随着国内电子信息技术的飞速发展，变频技术也有了一定的提升，将变频技术应用到矿井下方机电设施设备内，提高设备自动化运行效率，以及提升设备的运行安全性。在煤矿开采领域内部，部分煤矿公司通过构建一个复杂而系统的机电设备系统，来提高煤炭开采的效率。在这个机电设备系统内，会有大量的机电设施、机电器材，这些机电设备的安全运营直接会影响到井下煤炭开采作业的安全性，以及影响到煤炭资源开采的效率。而当前的变频技术是一种现代化自动控制技术，各种控制技术可以提升机电设备运行的效率，并减少机电设备的能量损耗，以实现节约开采煤炭地目的。变频技术的机电设备相比传统的机电设备来讲，变频技术会改变设备内部的频率，实现自动的转换控制。并且变频技术可以结合机电设备的具体运行状况，来调节设备内部交流电的频率，以最大限度地降低电能的损耗，提升电力能源的利用效率。因而，变频技术改变了传统机电设备的运行模式和设计方式，并且部分变频机电设备会使用压频比的控制方法，适量控制的机制来实现对设备内接触点的控制，进而提升了设备的运行效率。将变频技术应用到机电设备内部，可以提高设备的运转速度，也可以将机电设备所使用的固有频率转变为交流频率和交流电压，进而加强对设备的控制[1]。

2  机电设备运行的问题分析

煤炭开采公司给煤矿井下购置机电设备，煤矿的开采人员通过构建成套的机电设备系统，来提升各设备之间的协作性，以推动煤矿资源的正常开采。由于设备长时间运转，会经常产生一些设备内部零部件老化，以及机电设备的安全性下降的不良问题。这些设备老化经常会发生在一些老矿井内部，当机电设备老化时，就会增加电力的消耗。煤炭开采公司要提高矿井内部机电设备安全运行能力，并减少设备的電能消耗，积极地将先进的变频技术运用到设备，来推动机电设施设备的自动化控制[2]。

3  变频技术在煤矿机电设备中的应用研究

3.1 应用于提升机中

提升机是煤矿开采作业业中的一个重要机电设备，提升机有TD160、TD250、TD315的型号，在开采煤炭资源时，开采公司使用传统的提升机设备，通常会应用接触电阻，来实现对提升机内部速度的调整。但是这种金属电阻的调速方法，无法对提升机的转速进行实时的控制和调节，金属电阻的调速方式会产生较大的能源消耗，给提升机运行带来较多的安全风险。将变频技术应用于提升机的设备设计制造当中，会提高提升机设备的信息化水平，并且有利于加强对于提升机运行速度的控制，减少提升机能源的消耗。将变频技术应用于提升机的调速中，可以控制提升机设备的平稳运行，以及提高设备的安全运行。并且变频技术还可以设置提升机参数，将数据信息传输给设备的管理人员和维修人员，以便维修人员可以在提升机发生故障时，精确地定位到故障的位置，开展及时维修，减少由于提升机的故障，可以减少约14%的设备故障，可提升18%的工作效率，也可避免影响了煤炭作业的开采。

3.2 应用于采煤机中

在煤炭开采当中，尤其是在开展煤矿井下的煤炭开采作业时，部分煤炭开采公司会通过建立采煤系统，来将大量的煤炭资源传输到井外。此时，煤炭公司会建立一个架线式采煤机（MG210/485-WD、MG500/1202-WD），采煤机内部有直流的电动机，但是直流电动机自身的功力小，内部构造较为复杂，同时也在运行期间容易产生故障问题。国内部分煤炭开采公司在井下开展作业时，会使用触头的电阻，来有效地调节直流电机的转速。通过触头电阻，来调整直流机内部的电流，来控制转速的速度，但是这种触头电阻的调整方式产生的电能消耗过大，因此，采煤公司就要用变频节能的技术，来优化调整采煤机设备，以及控制采煤输送系统中的发电装置。煤炭开采公司可以应用三相异步交流鼠笼式的电动机，来作为采煤系统中的动力设备，并将变频技术引入到动力设备的设计制造中，来科学地调整采媒机的转速。但是国内大多数的，牵引式的采煤机运行的功率都会达到300kW，此时采煤机内部功力设备内部电压会达到460V。采煤机在额定的功率转速内，可以实现对采煤机恒定转速调整。并且设备设计人员通过利用节能技术，来实现对两台采煤机变频器之间转距平衡的控制，来提升采煤机设备的控制能力。在优化设计采煤牵引机的变频节能控制当中，应用的四相线的变频调速器，来对采煤机自动控制系统进行调节，以便可以扩大制动力矩的调整范围，以提高设备操作便利性和可靠性[3]。

3.3 应用于胶带输送机当中

煤炭开采公司经常会应用胶带式传输送机来将井下的煤炭运输到矿井外部，胶带输送机对于煤炭资源的运输起着关键性的作用。但是这种胶带运输机的工作机理与提升机比较相似，工程设计单位通过将节能变频节能的技术应用到胶带输送机的设计制造环节，可以提升胶带用机的摩擦力。变频节能技术可以有效地缓解由于胶带输送机启动时，力度过大，而造成的设备损坏问题，并且变频技术也可以对电机内部各设备进行控制和调节，以减少胶带脱落问题，而影响煤炭资源的运输作业。通过应用变频技术可以有效地抑制输送机在启动时，由于电流过大、波动范围较大而产生的电冲击和发热问题，这样会提高胶带输送机的运行效果，并且会有效地发挥出输送机的使用价值。同时，利用变频的节能技术还可以实现对输送机内部功率的平衡，以及解决变频机功率同步的问题。因此，可以看出，通过在胶带输送机的设计制造使用环境中，融入变频节能的技术，可以大幅度地发挥输送机机电设备运行的效率，可提升输送机15%的工作效率，降低8%的运输成本，节省18%的运输时间，并且也可以提高输送机运行的安全性，减少输送机的设备损坏问题的发生[4]。

4  结语

近些年，国家政府部门加强了对煤炭资源开采安全的重视，要求煤炭开采公司要提高井下设备运行的安全，来为煤炭开采作业提供安全的设施保障。部分煤炭开采公司通过将变频节能的技术运用到井下开采作业中，提高了机电设备的运行效率，以及减少了机电设备的电量消耗。

参考文献

[1] 吕耀民.变频节能技术在煤矿设备上的应用探讨[J].陕西煤炭，2019（5）：151-153.

[2] 赵安伟.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用分析[J].山东工业技术，2019（19）：89-89.

[3] 邱庆利.除尘风机节能高压变频技术改造[J].冶金设备管理与维修，2019（1）：42-45.

[4] 张小静.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用分析[J].中小企业管理与科技，2019（19）：138.