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【摘要】為進一步提高煤礦生產的效率，保證煤礦生產安全，本文簡要介紹了變頻節能技術，分析該項技術的具體應用，包括在采煤機、風機、帶式輸送機、提升機、主排水泵中的運用，并對變頻節能技術今后的發展情況進行展望，通過合理應用變頻節能技術，極大改善了煤礦機電設備性能與功能，以期為相關人員提供參考。

【關鍵詞】變頻節能；煤礦機電設備；采煤機；提升機；

0引言

我國有著豐富的煤炭資源，煤炭在我國的經濟建設中起到不可忽視的作用。與歐美國家相比，我國的煤炭開采技術還存在一定的不足，如能耗較高、安全性較差等，導致出現資源浪費。根據有關統計，在煤炭開采中，提升機、通風設備與運輸設備等的耗電量占到總耗電量的60%，大部分電能并沒有得到運用，而是被浪費。因此，合理應用變頻節能技術，提高煤礦機電設備的運行效率，可以切實處理耗電問題，是節能環保不可或缺的手段。

1變頻節能技術介紹

隨著電子信息技術的持續更新，交流電力傳動技術得到了長足的進步。在機電設備中應用變頻節能技術，不但可以有效發揮調速功能，提高設備的運行效率，而且可以節約資源，降低設備維護費用，延長其使用壽命。特別是在惡劣的工作環境中，該項技術的優勢將非常明顯。因此，必須掌握變頻節能技術的原理，了解其發展情況，才能更好地應用這項技術。

1.1變頻節能技術的基本原理

變頻節能技術是指通過調整交流電頻率，實現對機電設備的智能化管控。在煤礦機電設備中引入變頻節能技術，可根據負載段的變化值，針對設備設置參數值，調整設備工作狀況，提升機電設備的運行效率。電機的運轉公式如式（1）所示。n=50f/p。（1）其中：n———電機轉速；f———頻率；p———電機級數。由式（1）可知，在n恒定的情況下，改變頻率，則電機轉速隨之改變，在頻率改變范圍為0~50Hz時，轉速的調整范圍較寬[1]。變頻節能技術根據此原理調整電源頻率，從而實現調速目標。

1.2變頻節能技術的發展狀況

隨著社會的發展，變頻節能技術被廣泛應用在煤礦機電設備，該技術的理論和運用得到較大發展。變頻節能作為一項重要技術對電機驅動方式進行優化，一定程度上可以使電機實現節能工作，獲得了較好的節能成果。礦井下環境相對特殊，常常產生瓦斯及煤塵等物質，極大威脅著井下開采作業。隨著科技的進步，變頻節能技術充分體現了它的節能及調速功能，被逐漸推廣在煤礦機電設備。變頻節能技術的推廣，顯著提高了機電設備的工作效率，完善了設備性能，降低了能耗，避免出現浪費的情況，給企業帶來更多效益，提高了經濟效益。

2常規式以及交流四象限變頻器的運用

2.1常規式變頻器

從煤礦生產來看，常規式變頻器有著多種運用方式，其不但能減少能源消耗，還可以提高設備自動化及智能化水平，對機電設備實施遠程控制，保證機電設備靈活性。現階段，常規式變頻器開始朝著模塊化的方向發展，具有較突出的優勢作用。就多功能變頻器來看，它的優勢作用主要表現為以下3點：①具有規范化參數結構和調試軟件；②功能非常多樣；③通信接口屬于系統集成，安全性較高，運用起來也非常便捷，相關的操作及控制十分靈活。根據以上功能得知，該類型的變頻節能技術能夠廣泛運用于煤礦機電設備上，有著非常廣闊的發展空間，合理運用該技術會獲得良好的成效。

2.2交流四象限變頻器的運用

實際進行煤炭采掘時，如果采掘機械在大坡度工作面作業，則要多次調速與起停電機，因此，確保低碳技術變頻器可以進行四象限運轉尤為關鍵。四象限變頻器（圖1）的運行原理為四象限變頻器可將整個電路內部的整流橋轉變為可操控整流橋。若電機保持在電動狀態，那么四象限變頻器的運行狀態和二象限變頻器一樣；若是保持在發電狀態，那么將對四象限中的電流進行轉化進而逐漸形成整流橋電路，而之前的整流橋電路也將開始變成逆變電路，根據它們之間的電流轉化，將進一步推動電量的回饋，有效提升機電設備的節能效率[2]。

3變頻節能技術的實際應用

在煤礦機電設備中應用變頻節能技術，主要從以下5個方面進行分析，探討該技術的具體應用。

3.1在采煤機中應用變頻節能技術

采煤機（圖2）屬于一種規模較大的復雜系統，是煤礦采掘機械化不可或缺的設備，發揮著關鍵性作用。在大部分情況下，采煤機的運行環境較為惡劣，加上系統的復雜性，所以完善該設備的性能顯得非常關鍵。進行煤礦開采時，若采煤機出現故障，將對采煤工作產生較大的影響，極易造成運行中斷，從而導致企業遭受嚴重的損失。隨著科技的發展，采煤應用越來越多的新技術，內部構件越來越復雜，在一定程度上增加了設備的維修難度。變頻節能技術的誕生，使采煤機可以變頻調速運行，在節省能源的同時，也提高了作業效率，降低了設備發生故障的概率。

近年來，煤炭的產量呈現減小的趨勢，一些煤礦公司損失較大，在這一背景下，唯有持續降低采煤過程花費的成本，才能防止煤礦企業出現入不敷出的現象，煤礦企業應積極創新，在采煤機中引入四象限變頻器，這樣可以增加生產效率，減少能源的運用，降低開采過程中的成本費用。現階段，我國采煤機的變頻調速系統已經從原有的“一拖二”轉變成“一拖一”，同時，在變頻調速采煤方面已走在世界的前列[3]。

3.2在風機中應用變頻節能技術

從礦井生產周期來看，隨著礦井開采的持續進行，礦井會越挖越深，想要確保煤礦生產安全，應根據礦井生產的實際情況進行通風設計。我國大部分煤礦企業，為確保煤礦通風效果，提高生產安全性，在實際生產過程中往往會頻繁更換風機。實際上，這種方式不但會增加成本負擔，還可能造成風機損壞。與此同時，被換下的風機會被閑置，導致設備利用率不高，浪費資源。通過引入變頻節能技術，將原有的電機調速和計算機控制等技術融合在一起，使風機也具備自動調速功能，避免了資源浪費現象，有利于提高節能成效。

3.3在帶式輸送機中應用變頻節能技術

帶式輸送機應用摩擦力作為牽引力來對物料進行運輸。帶式輸送機包含著較多的部件，如機架、滾筒等，可以將煤炭運到井外。如今，在很多礦井開采中所采取的帶式輸送機常常通過工頻拖動手段達到軟啟動，這可能會導致皮帶老化，給正常運輸帶來影響。在引入變頻節能技術之后，變頻器可以合理調整帶式輸送機的運行功率，避免設備出現過熱現象，延長其使用壽命。同時該項技術的運用，將帶式輸送機轉速調到經濟狀態，在負荷率不高的情況下，轉速變慢，設備磨損較輕，防止設備出現異常，另外，該項技術運用于帶式輸送機可以實現軟啟動，并且電流低于額定電流1.2倍，確保了電機正常運轉，同時，變頻器可以發揮著保護效果，其中包括過流以及過壓等，切實保護電動機，節省了維修費用，為企業創造更為圖1四象限變頻器低碳技術可觀的經濟效益。帶式輸送機如圖3所示。

3.4在提升機中應用變頻節能技術提升機

（圖4）是通過改變勢能開展運輸的設備。在煤礦生產中，該設備可以有效運輸物料，在開采中發揮著較大的作用。在沒有引入變頻技術之前，提升機多采用電動機轉子電路接入電阻的方式，不僅存在安全隱患，還增加電能消耗。在引入變頻節能技術之后，提升機才真正具有調速功能，實現了數字化控制，協調運轉提升機運行狀態，切實管控了電路輸出和輸入接口，確保了提升機的正常輸送[4]。3.5在主排水泵中應用變頻節能技術排水泵的作用旨在抽送液體，此過程中，將機械能轉變成流體動能。該設備除了可以實現液體運輸，還可以起到增壓的作用，在給液、給水中發揮關鍵作用。在運用變頻技術之前，排水泵存在一定空轉時間，在來回啟停中，除了耗用很多電能，還會產生異常狀況，導致資源被浪費。在引入變頻節能之后，切實提升了運轉效率，降低了設備出現異常的概率，極大減少電能消耗，并更便于進行操作，也充分把控了啟停減速效果。

4變頻節能技術的運用展望

現階段，變頻節能技術被廣泛運用于煤礦行業中，起到重要的促進作用。這些年，我國經濟獲得了較大的進步，通過變頻節能技術來提升煤礦領域的節能水平屬于必然的發展方向。如今，國內還有不少的礦山要進行開采，在實際開采期間需借助到多樣化的機電設備。這表明要發展和其契合的變頻節能技術，在更大的范圍充分體現節能技術的效果。而在優化改造設備期間會利用到很多的變頻器，將對變頻節能技術在煤礦產業發展中發揮巨大的促進作用。目前在煤炭開采方面，電子技術已獲得了大力普及，從煤礦機電設備來看，變頻節能技術的運用將有著廣闊的發展前景[5]。

5結語

現階段，煤炭產業規模持續變大，機電設備科技含量的增加顯得尤為關鍵。變頻節能技術的引入除了給予設備較佳的節能效果，也使其具有了調節功能，提高機電設備的運行效率。本文對變頻節能技術實際情況及性能開展了分析，對各種類型變頻器的運用開展了討論，還對變頻節能技術的實際應用展開分析，同時還進一步探討了變頻技術的發展前景，以期促進我國煤炭行業健康發展提供重要參考。

參考文獻

[1]王宇偉.探討我國煤礦機電設備中變頻節能技術的應用[J].礦業裝備，2021（5）：280-281.

[2]張立鵬.煤礦機電設備中變頻節能技術的應用[J].當代化工研究，2021（18）：141-142.

[3]馬勇輝.煤礦機電設備中變頻節能技術應用研究[J].礦業裝備，2021（4）：118-119.

[4]周志剛.煤礦機電設備中變頻節能技術的應用[J].當代化工研究，2021（13）：143-144.

[5]張克亮.煤礦機電設備中變頻節能技術的應用分析[J].冶金與材料，2021（3）：100-101.

作者:方勇 單位:煤新集阜陽礦業口孜東煤礦綜采隊