矿山机电设备变频节能技术应用研究

吴永亮

摘 要：随着科学技术领域的不断发展，变频控制技术在各行业得到广泛应用，尤其在矿山地面及矿井下各操作设备中起到非常有效的调节作用，现如今已成为矿山机电设备运行中稳定的综合技术应用手段。该类技术在矿山开采工作中具有提高开采质量、提升开采效率的优势，可全面提高矿山机电设备的工作效能。本文根据目前变频控制技术在矿山机电设备中的应用现状进行剖析，对其在矿业开采领域中设备的具体应用原理及方法深入探讨。

关键词：矿山机电设备;变频控制技术;提升装置;通风装置

引言

随着社会经济的不断发展，社会对于矿产资源的需求量也在日趋提升，此种情况虽然在一定程度上推进矿山企业实现快速发展，但同时也导致矿山机电设备开采能耗逐步提升。随着可持续发展战略的提出和实施，各矿山企业均开始采用节能降耗技术，其中便包括变频节能技术。据此，本文对矿山机电设备变频节能技术应用进行分析研究，以期能够响应国家可持续发展战略的同时，提高矿山企业的经济效益。

1研究矿山机电设备变频控制技术的必要性

变频控制指的是通过对变频控制的工频信号进行转化，对交流电进行有效控制。矿山机电设备变频控制技术的提出主要是针对实现机电设备自动化，通过设置变频控制操作模式，为矿山机电设备的开发提供依据。实现矿山机电设备变频控制技术的前提条件，是建立矿山机电设备控制目标，一般情况下，在逆变器中引进矿山机电设备变频控制技术，利用该技术可直接增强矿山机电设备控制性能，进而提高矿山开采效率。

2煤矿机电设备中变频节能技术的应用原理

当前，在我国煤矿开采行业中机电设备中应用变频节能技术的主要有采煤机、提升机以及皮带机，该技术在应用时的工作原理为以交流电的固定周期模式来改变设备的运行效率，在变频模式的基础之上，引入智能化电气系统，达到智能变频的目的。比如说机电设备在空载运行时，设备可以迅速的将功率降到最低状态，电能消耗也将会因此而降低。而一旦设备满载运行或者是持续高峰作业时，设备则可以将功率迅速调到最高，这样既可以保证采煤工作的效率不受到影响和干扰，同时还可以有效的降低对能源的消耗。在机电设备中合理应用变频节能技术，可以实现设备的智能化操作，其极大的节约了开采成本，降低了开采人员的工作强度，提高了采煤工作的完全性，其对于我国煤矿事业的发展建设有着极为重要的推动作用。

3矿山机电设备变频节能技术应用

3.1变频控制技术在采煤机中的应用

随着科学技术的不断发展，如今采煤机功能虽然在不断增多，但由于社会矿产资源需求增加，采煤机运行时间增长、矿山开采条件较为复杂、工作环境较差，导致诱发故障的风险因素也在不断增多，进而可能会引发各种较为严重的矿山生产事故，严重威胁生产人员和生产设备的实际安全。在实际应用过程中，变频节能技术通常会采用“一拖二”或者“一拖一”的方式对采煤机进行控制，其中“一拖一”控制方式的应用更加广泛。变频节能技术的应用有效改善了传统采煤机在大倾角工作面上的性能不足问题，并且相比较传统的控制方式，变频节能技术的控制精度更高、提供的牵引力也更加持续和稳定，可以有效降低矿山开采过程中安全事故的发生几率，落实矿山安全生产目标。此外，在应用变频器以后，还可以将采煤机直流母线所产生的再生电能直接回馈到交流电网中，增强矿山直流回路与供电电网之间的能力传递效率，降低能量损耗，实现能源的重复利用，实现节能降耗的效果。

3.2变频控制技术在皮带设备中的应用

由于皮带设备在启动时会产生巨大的电流，导致经常出现断裂现象。将变频控制技术应用在皮带设备，能够通过布拉格波长，直接反映采集与处理皮带设备故障信息，通过调节布拉格波长变化，对皮带设备进行变频控制，从而保证皮带设备的稳定性能。变频控制技术在皮带设备中的应用目的，是将皮带设备出现故障的概率降至最低，尤其是在矿山开采时，可通过变频控制技术，实时控制皮带设备运行中的工作状态，确保皮带设备的正常运行。皮带设备中变频控制技术的应用主要包括3部分，数据采集部分、数据传输部分以及技术化处理部分。数据采集部分主要是通过变频控制技术采集皮带设备运转时的正常信息数据以及異常信息数据;数据传输部分主要是通过变频控制技术的数据通讯功能，对采集的数据进行传输通讯;技术化处理部分是变频控制技术的核心功能，通过对数据进行智能化分析，提前预测皮带设备可能会出现故障的时间及精确位置。通过变频控制技术得出的变频控制结果，确保皮带设备的正常运行，避免过载生产可能造成的危险，大大提高矿山机电设备使用的安全性。

3.3变频控制技术在提升装置中的应用探究

提升机是矿井下开采作业中非常重要的装置，其设备主要功能是输送各类物质材料，提升机的原理，在当前发展中，常见调速原理是将电路中接入金属电阻，通过鼓型控制器的作用切除电阻，最终实现调速效果。此原理虽能实现提升机调速功能，但在调速过程中所产生的各种动力制定电流与低频电流，对提升机的整体运作上也会产生不利效果。因此，要降低提升机运作中各种能效损耗，又能够保证调速不受影响，需运用变频控制技术，运用此技术的具体方法为在电控系统中编制相应程序设计，建设与继电器的逻辑，完成梯形图、控制电路图的相互转换。此方法可有效的减少外部线路执行继电器，避免故障发生。另一方面，影响提升机工作效率的主要原因是此类设备当前处于超负荷运行状态，优化此状态的主要方式为修改提升机内相关程序，增加制动力矩。可使提升设备的机器磨损程度降低，且减少机械时效故障，提高提升机的工作效能与使用寿命。

3.4变频节能调节下的负载荷设备应用

变频负载荷技术应用时，可以根据风机、泵的变频调速过程，关注风机变频调速技术的整体应用普遍操作。但是要做好该项工作，相关领域的技术人员就应当逐步加强变频调速设备的研发，重点研发煤矿特殊采集环境之下的变频设备操作。结合风机运行的转速操作要求，可以逐步改造调整，优化其整体性能。在改造工作实施之前，需要深入了解风机运行的各项基本情况，调整风压、风量等，在改造完成之后需要对输出功率进行检查和分析，这样可以有效的节约电能资源。在水泵控制调节下，需要对设备进行变频调速节能处理。结合生产工艺系统的实际控制构成情况来看，在对产品进行调节时，应当提升调节的灵活度，要保证在变频节能技术的支持之下，水泵可以灵活运用，结合实际需要逐步减少平滑和减速的时间，调整外部环境的受限水平，结合井下的液体位置高度变化情况，最大限度的压缩水泵空转时间，这样做也可以有效的减少水泵运行所需的能耗，避免设备在运行期间不必要的损耗，延长设备使用寿命，提升机电设备的整体生产效益，促使煤矿开采更好的推行。

4结语

通过本文研究可知，变频控制技术不仅可以延长矿山机电设备的使用寿命，还能够降低生产成本，从根本上提高机电设备运行的稳定性。虽然目前矿山机电设备变频控制技术已经广泛应用于矿山机电设备变频控制中，但是，要想进一步提高变频控制技术的应用力度，还要加强对变频控制技术的进一步研究，从而推动变频控制技术在矿山机电设备中的使用频率。本文没有对矿山机电设备变频控制技术的具体使用方案进行深入研究，可以作为矿山机电设备变频控制技术以后研究重点内容。

参考文献：

[1]胡永迁，牛玉西.矿山机电设备变频控制技术原理及应用研究[J].汽车博览，2020，000（001）：15.

[2]马宗华.试析矿山机电设备中变频控制技术的应用探究[J].世界有色金属，2018，No.498（06）：46+48.

（广西百色市那荷矿业有限责任公司，广西 百色533000）