煤矿机电设备变频节能技术探讨

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煤矿机电设备变频节能技术探讨:煤矿机电设备变频节能技术研究

【摘 要】变频节能技术是当今机电设备节能技术的重要内容之一，是当今社会高度重视的一种节能方法。在煤矿行业中，其矿井生产系统的电力消耗是整个行业用电的主要部分，占总用电的80%-90%。本文就煤矿行业中机电设备的变频节能技术的应用进行了研究，旨在给煤矿行业提供参考意见。

【关键词】变频节能技术；煤矿机电；研究

0.引言

随着人们节能意识的不断深入，越来越多的人认识到了节能的环境效益和经济效益。在我国的煤矿行业中，机电变频节能技术逐渐得到广泛的应用，为煤矿行业的节能和机械的平稳调节做出了重要贡献。加强对变频节能技术的作用机理分析，和相关改良方法的分析，进而保证变频节能技术在煤矿行业的应用，这是非常具有研究价值的。

1.机电变频技能技术的应用原理

变频节能技术是一种新型的电能技术，其与传统的交流点有较大的区别。该技术主要是通过变频调速技术将交流电的固定频率进行调动，将其变成一种可以利用的变动资源。变频节能技术在当今的交流调速得到了快速的发展和广泛的应用。在实际的应用过程中，我们要把握变频节能技术的以下应用：一是功率器件的应用，当今常用的智能功率模块为IPM，可以将变频的功率不断的增大，比原有的GTR和IGBT更为先进[1]。二是压频比（U1/f）的控制方式得到了很大的革新，主要体现在矢量控制方法以及直接的转矩控制的出现上，它使得变频节能技术在实际中的应用范围更加的扩大。三是当今的变频节能技术研发方向是人工神经网络和模糊自优化等控制方式。这将使得变频技术可以进行更大范围的集成系统的集中，其技术也从原有的单一数字信息处理转变成了较为先进的专用集成电路。四是变频的功能也得到了越来越综合的应用，已经不再停留在基本的调速功能上，还有通信功能以及编程序参数辨识功能。

2.变频节能技术分析

2.1变频技术在机械动力荷载设备中的应用

变频技术在机械动力荷载设备中的应用主要有两大类：一是应用在传动调速上，另一种是应用在静止电源上。在变频传动调速应用上，其主要目的就是通过电机调速进而降低电能的消耗，主要作用的对象是电动机，其中水泵、风机是其主要作用的设备。传统的水泵、风机的流量和风量的控制方法是通过调节节流阀或者挡风板来完成的，这在调节措施简单易行，可以基本满足工作需求，但是这调节模式在节能角度上没有任何作用，在相关的统计中可以发现这类设备一般是一直运行，其停机时间较短。变频技术通过对电流的转速进行控制，不但可以满足工作的需求，还能有效的节约能源。

2.2交流四象限变频器在煤矿行业中机电设备的应用

煤矿行业中的采掘设备的工作环境有自身的特殊性，其输送机、提升机、电铲等设备需要频繁的启停、调速，这就需要变频器可以进行四象限工作。四象限变频器可以将电流的全波 整流桥变化成智能功率模块（IPM）组成的可控整流桥[2]。如果电机设备处于电动状态，四象限变频器与两象限的变频器工作方式一样。当电机处于发电状态时，四象限变频器将会使得原有的整流电路变成逆变电路，而原来的逆变电路则会变成整流电路，使得电机电力回馈到电网中去。

2.3普通变频器在煤矿机电设备中的应用

普通变频器是当今最应用最为广泛的变频器之一，其不但在煤矿行业得到了广泛应用，在其他行业中也存在普遍的应用。普通变频器的发展方向除了节能外，还表现在控制的灵活性、智能性和操作简单性上。

3.电力变压器节能技术分析

随着我国经济的不断发展，对能源的消耗也越来越大，对我国电力装机的发展起到了极大的推动作用，但是这个推动作用远远不能满足经济发展带来的巨大能源缺口。当今的能源矛盾是制约我国经济发展的一大阻力，如何实现我国经济的快速增长和实现可持续发展战略，就需要我们大力的进行能源的节流工作。在电能源方面需要我们从电力的生产、供应以及消费上进行全程的节能监控，降低电能的损坏，提升能源的利用率。

3.1合理的进行变压器容量的配置

相关的资料显示，变压器最大效率的发挥需要保证平均负荷率是其额定容量的55%到80%之间。但是在实际操作过程中，变压器的功率及其负载数值是不断变化的，并且存在超载运作的可能性，所以在进行变压器容量选择时不必硬按其最大功率来，应根据线路正常功率水平来选择。如果变压器的容量配置过大，就会出现空载损耗加大现象；但是如果过小则会出现变压器负载过大，超出其负荷，就会出现变压器负载损耗问题。

3.2合理进行变压器的类型和数量的选择

在进行变压器的类型和数量的选择时，要根据企业的现实需求来考虑，保证变压器损耗的降低和企业能源需求的满足。通常需要根据以下原则来进行选择：一是合理台数的选择。通常情况下企业的主要负荷为三级负荷，这就只需要装设一台变压器；如果企业的一、二级负荷占的比例相对较高，需要两个电源来供电，这种情况下需要装设两台变压器。部分特殊情况要进行多台小型变压器的安装，例如作业条件和运输条件限制的井下变电站。二是优先进行低能耗、高效率的变压器的选择[3]。变压器自身的技能性能是整个线路技能的重要构成，其可以有效改善空载时出现的漏磁损耗、铁损耗以及负载时其负载电流在变压器线圈上的电阻损耗。

3.3提高变压器的功率

负载功率因素的波动对变压器的功率有重要的影响，功率的降低会影响变压器的效率，增加变压器的损耗。所有的用电设备都会消耗一定的无功功率，这是无法避免的，但是可以一定程度上降低这个消耗。通常在电网系统内安装移相电容器，以此来降低负载的功率因素，降低无功功率的消耗。与此同时，移相电容器还可以降低设备用电的实际电流，一定程度上补偿了无功电流，对提升整个变压器的利用率以及降低线路的损耗等方面有极大的作用。

4.结语

社会经济的发展以及节能意识的不断深入，变频技能技术的应用也将越来越广泛。可以预见的未来的电能节能技术必然有变频技能技术的一片天空，煤矿行业是电能消耗的重要行业之一，对其电机设备的变频技能技术改造势在必行。加强对其变频技能技术的改造和应用，可以有效的提升行业的生产效率，有效的提升电能的利用率，提升行业的经济效益。

煤矿机电设备变频节能技术探讨:对煤矿机电设备变频节能技术的应用探讨

摘要：节能安全，提高效率是当前煤矿生产中最重要的两条生产原则。在当代科技迅速发展的今天，同时也面临着严重的资源能源短缺的问题，为了更好的实现节能安全，提高煤矿生产效率，就必须对煤矿的机电设备进行改进，增大机电设备的使用性能，提高其技术含量。其中变频节能技术的应用大大的提高了煤矿机电设备的节能性能和调节功能，使煤矿生产中所使用的机电设备的条件得到了很好的改善。现本文就通过分析变频技术的应用原理，来探讨我国煤矿机电设备中变频节能技术的应用，并指出来变频节能技术的应用前景是非常广阔的。

关键词：煤矿机电设备 变频节能 技术应用

我国是一个煤矿资源丰富的煤矿大国，在我国的地表土层中，蕴藏着巨大的煤矿资源。煤矿业的发展为我国的国民经济增长带来很大的推动作用。然而我国的煤矿开采业的现状却依然不乐观，遍布全国的煤矿中，尤其是一些小煤矿，其开采技术还较为传统落后，生产中的安全问题依然没有得到有效的保障，并且煤矿生产的效率较低，生产耗能较大。为了改变这一现状，变频节能技术逐渐被应用在煤矿机电设备的技术中，在经过理论与实践的结合后，变频节能技术在煤矿机电设备的应用中表现出良好的使用性能，具有很大的推广应用价值，在提高煤矿生产效率，实现节能安全和有效机械调节等方面有着重要的作用。

一、煤矿机电设备变频节能技术的应用现状与原理

由于煤矿生产中，对于生产安全的问题要求较为严格，所以变频节能技术并没有轻易的在煤矿机电设备中进行应用。但随着电子信息技术的发展以及节能理念的推广，变频节能技术逐渐被应用于煤矿生产的机电设备中，如矿井提升机、空压机、采煤机、皮带输送机等。在经过实践应用后发现，采用节能变频技术的机电设备的运转效率大大提高，且比之前未采用该技术的同一机电设备的耗能量有了很大幅度的降低，同时也缩减了设备维修养护的开支，促进了煤矿产业经济效益的提升[1]。而为煤矿机电设备的性能改善作出很大贡献的变频节能技术的应用原理是什么呢？原来变频节能技术具有和其他传统的交流电不一样的特点，它主要运用了变频调速技术将交流电的固定频率转化成为了一种能够被充分利用的变动资源。

首先是在功率器件方面。经过了 GTR IGBT的更替发展起来的智能功率模块 IPM，能够将变频的功率不断地增大。其次是压频比（U/f）控制方式得到很大改进是控制理论上的革新，这方面的创新主要的是采用了矢量的控制办法和进行直接的转矩控制，能够将实际当中的变频节能技术应用到更大的范围内。

其次是在新的研发方向上，出现了模糊自优化控制和人工神经网络等控制方法的创新，整个变频技术的集成系统能够获得更大范围上的集中，技术也由原来比较单一的数字信息处理，发展到目前比较先进的高级专用集成电路。从单片机开始，先后产生了数字信号处理器（DPS），精简指令集计算机（RISC），出现的高级专用集成电路（ASIC）。最后是在整个变频的功能上，获得了越来越高的综合应用，不仅是具有比较基本的调速功能，而且还具有编程序参数辨识及通信等功能。利用电力半导体器件的通断作用把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的电能控制装置称作“变频器”。变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的[2]。

二、变频节能技术在我国煤矿机电设备中应用分析

2.1 在采煤机中的应用

目前，采煤机变频调速系统已从“一拖二”发展到“一拖一”，我国能量回馈型四象限运行的交流变颈调速采煤技术处于世界领先水平，国产电牵引采煤机行走功率最大 2×110KW，变频器电压380V，能够实现额定转速下恒定转矩调速，额定转速以上恒定功率调速及两台变频器之间的主从控制和转矩平衡。从现场运行情况来看，四象限变频器调速电牵引采煤机对大倾角工作面能较大范围内调节制动力矩，维持牵引速度基本不变，机器没有发生下滑跑车的现象，结构简单、控制灵活。操作方便、速度调节可靠。

2.2 在提升机中的应用

提升机是煤矿当中的一项重要的机电设备，对煤矿的生产和人员安全有着重大的作用。传统的采用在电动机转子电路内接入金属电阻的方法虽然也能够到达调速的目的，但是在实际当中，常常会存在着很大的安全隐患和对电能的大量消耗。在提升机当中使用变频节能技术，主要的是选用交流四象限变频调速系统配上变频防爆提升机，实现数学信息化的控制，在完备的输入和输出接口当中，实现对提升机的远程控制，确保提升机完成担负着输送物料和人员的重要任务[3]。

2.3 在皮带输送机中的应用

变频技术在皮带机方面的应用具有和提升机相同的原理。在皮带将井下的煤炭运送到地面上的过程当中，更大地发挥摩擦力的牵引作用，通过张力变形和摩擦力带动物体在支撑辊轮上运动，成功地完成煤炭运送工作。在传统的皮带机运输过程当中，采用液力耦合器来实现皮带机的软启动，这常常容易造成皮带断裂和老化。采用变频技能技术主要是降低电机启动时的电流波动，减少机电内内的机械冲击和发热的情况。使得皮带机的传送功能能够获得最大的发挥，解决功率平均和同步问题。

2.4 在流体负荷设备中的应用

变频节能技术在流体负荷设备中的应用主要体现在风机和泵所采用的变频调速。在风机中变频调速的应用越来越多，同时出现了为煤矿特殊环境专门设计的变频调速装置。改造后的风机，实际转速较改进前最低转速下降了很多。电机实际输出功率为改进前前导器半关闭时的 1/3 风量和风压，更加适合矿井特性，每年可节约大量的电费。而变频调速在矿区给水、给液用泵中应用灵活，明显降低了设备的机械冲击，增加了工艺系统控制的灵活性，提高了产品质量。可以灵活的控制抽水泵的平滑起停、适时加减速，保证了井下液位的恒定，降低了泵空转时间和频繁起停带来的大量能耗，机械设备的损耗也相应降低，保证了生产的安全高效运行。

就我矿来看，提升机等机电设备应用了此变频节能技术之后，其节能效果相当好，节约了 20～30%的能源消耗。按照当前变频节能技术在煤矿机电设备中应用的现状来看，其发展前景是非常广阔的，尤其是在社会对能源需求量越来越大的情况下，使用高效节能安全的变频节能技术必然成为煤矿机电设备发展的主要趋势，除了现有的几种已经使用变频节能技术的机电设备，还有很多其他的煤矿机电设备亟待改进，为此，发展与之相匹配的变频节能技术是非常有必要的。

煤矿机电设备变频节能技术探讨:关于煤矿机电设备变频节能技术的应用探究

【摘 要】 现如今经济飞速发展，带动科学不断地进步，使得我国的煤炭行业在技术上和工艺上也出现了革新，这为我国现阶段在提高经济增长做出了很大的贡献。但是，现阶段我们的能源供应和经济的发展步调不相一致，所以出现了能源供应不足使得经济发展缓慢的问题。所以，在这一条件下，技术上改革创新成为下一步的目标，然而，变频节能技术正是这一目标下的产物，它是一种特别有效的节能技术。本篇文章主要对其在煤矿中的应用进行一系列的探索与分析。

【关键词】 机电设备 煤矿 变频节能

1 引言

众所周知，我国的煤炭储备丰富，我国的地下有着巨大的煤矿资源。在我国的前期乃至当下，煤矿业也有着举足轻重的重要作用，对经济的发展做出巨大贡献。但是，我国现阶段的煤矿开采业却很是萧条，纵观全国的煤矿，特别是一些小煤矿，他们的开采技术很落后，而且职工的安全问题得不到有力的保证，这造成了我国的煤炭采出率低下。所以我国加大技术创新的投入，最终使得变频节能技术在各大煤矿中应用越来越多，通过我们的实践考察，变频节能技术越发成熟，在机电设备的应用中效果较佳。同时变频节能技术的出现在推动我国煤炭业的发展，提高了采煤效率，实现了真正意义上的节能和低碳，在安全上也有着巨大的意义。

2 变频节能技术的应用现状及其原理

变频节能技术在减少能源的消耗上起的的作用很是显著，同时也是这一重因素使其在国际上的关注度也在节节攀升。对于其中的变频调速技术来说，它是一种很先进的电动机驱动方式，它的优势在于它不仅能使电动机的转速最经济，同时还能达到节能的显著目标。变频调速的主要革新在于其对电力半导体器件的利用更为有效，它利用半导体的通断来控制电压和一层不变的工频交流电在一定情况下改变，让其变成电压可变或者频率可变的交流电，通常我们称这种控制装置为“变频器”。所谓变频器的工作原理如下所示：主要的方式还是由交流变直流再变交流的方式，具体说来就是通过整流器将工频交流电转变成直流电，最后在转变为电压可控或频率可控的交流电源，最后在供给电动机使用的过程。一般来说，这种变频器的电路有以下几个部分组成，分别是其控制作用的部分、其逆变作用的部分、起整流作用的部分和中间的直流部分。具体来说，起逆流作用的部分是一种三相桥式逆变器IGBT，这种逆变器的不同在于其输出的波形的脉冲宽度的，它是变频技术的核心之一，所以在变频节能技术中的地位和作用都是无与伦比的。而起整流作用的部分，它所用的是一种不可控的三相桥式整流器。下面在具体说一下中间直流部分，它的作用也比较重要，主要的作用是对无功功率的缓冲和储能并过滤脉冲波。

随着国际大环境的经济发展，近年来新的科技技术和成果迸发出现，这为变频技术的发展带来了机遇和挑战。变频技术的能够得到发展的优势在于：（1）在控制理论上，变频的控制的模式不同于以前，它得到了较为完善的改进，不仅如此，它在实践中的应用上包括矢量的控制模式和转矩的控制模式上应用非常广。（2）在器件的功率上，三相桥式逆变器（TGBT）和GTR的应用取得了很大的成功，并有着成为主流的发展趋势。（3）在调节转速的系统上，调速系统不论从准确度还是集成的程度上，都取得了很大的进步，性能也是有了较大的提高，例如在单片机中，数字信号处理器（DPS）、精简指令集计算机（RISC）等都得到了较好的应用。（4）在其功能上，现在的变频器在综合性能上越来越高，在操作上越来越智能化，现如今它不仅仅能够完成我们需要的调速，而且还能再通信和参数的识别上取得较好的效果。

3 变频节能技术在煤矿机电设备中的应用分析

随着变频节能技术被越来越多的利用，可以发现它在节能和安全上有着很大的优势。就目前来讲，它在煤矿行业中机电设备的应用就非常广泛。笔者通过大量的文献和实地的对煤矿机电设备的研究，将从其在提升机、采煤机、皮带输送机和流体负荷设备等上的应用进行一一论述。

3.1 提升机中变频技术的应用

首先，提升机在煤矿生产中的作用不言而喻，它是一种可以保障工作人员安全的机电设备，在生产过程中起着很良好的作用。比如传统的将金属电阻用于电动机转子电路中，即使是能够起到调速的作用，但是，真正的操作起来却存在很多的问题，特别是安全问题，其次就是电能的消耗量非常大的问题。然而我们现在所使用的变频节能技术实现了数字信息化控制，它是将变频防爆提升机和四象限变频调速系统协调运用，提升机的远程控制可以用输出和输入接口控制，这样做能够保证物料和工作人员的安全高效的输送。

3.2 变频技术在采煤机中的应用

随着变频技术的应用，采煤机中的变频技术也得到了一定的运用，以前的采煤机都是“一拖二”，而运用了变频技术之后可以实现“一拖一”，很大的提高了效益，现阶段我国的采煤机的运行功率大到近3000kw，相对应的电压是3300V，不仅能够在额定转速下完成恒定转矩调速，而且还能再额定转速之上时完成恒定功率调速，甚至能够实现两台变频器的转矩平衡和主从控制。在实际的运行中可以看出，四象变频器的运用可以对大倾角面的制动力矩进行调节，使得牵引速度维持不变，不会出现机器下滑的问题，这样设计的优点：可靠的调节速度、操作方便、结构简单、控制灵活等。

采煤机的控制。（1）采煤机的操作控制。首先就采煤机的停机和启动控制来说，它是将磁力启动器先导和采煤机的控制回路通过一根控制芯线来连接，组成一个远程的闭合回路。当通电后，采煤机左侧的泵电机和割电机运行，使得变压器输出575V的交流电，然后再供给变频调速电控装置。大概再过5-7s的延时后，右侧的割电机启动。停机的过程有5个部分：变频器箱盖板上的总停按钮1S2、左右端头站的总停、左右遥控器的总停。在启动的电路中接进了泵电机和割电机的温接点。同时也将瓦斯接点与其他的故障接点一起接进启动的电路中。所以，不论是那一台检测到瓦斯浓度过高或温度超限，都能断开回路，从而确保安全工作。（2）运输机控制。当操作人员将变频器腔盖上的1S3按下时，就能够在采煤机上对运输机进行停机的控制，但是也只能控制停机，不能控制运输机的启动。例如当对采煤机进行检修时，运输机应该处于关闭状态。（3）电磁阀控制。对于电磁阀来说，采煤机上所使用的是五个隔爆电磁阀，他们分别对牵引机制动闸的松、抱进行控制，对采煤机上左右摇臂的升降进行控制。具体操作如，左右摇臂的升降是通过，左右遥控器上的上行键、下行键或者是手动来实现。程序的制动是通过PLC来控制的。

3.3 皮带输送机中变频技术的应用

变频技术在皮带的传输机中的运用原理和在提升机中运用的原理的相差无几。皮带传输机的原理主要是通过发挥摩擦力的作用来实现传输的，在运用了变频技术后，它能够更好的将摩擦力的作用发挥出来，从而能够很好的实现煤炭的输送。在过去的皮带传输机中，通常是对皮带进行软启动，这样一来很容易出现一些问题，这样做会使皮带出现易老化，甚至断裂的情况。运用了新技术之后，变频技术能够将电机的启动电流降低，此外还能避免一些机械冲击和机械过热的现象。如此一来就很好的解决了功率平均和同步的问题，能够最大限度的提高传输机的效率。

3.4 流体负荷设备中变频技术的应用

流体负荷设备中变频技术的运用主要是在风机和泵中的变频调速中体现出来，就日前来说，变频调速在风机中的应用越来越广，甚至是在一些特殊的情况中也能够使用，例如煤矿。与没有改进的风机相比，改进后的实际转速降低了，能够满足煤矿中转速的需求，这样就能够实现完成正常工作的前提下减少了电能的消耗，为企业的节约了电费。变频技术在泵中的应用也数见不鲜，在煤矿给水的灵活运用就比之以前对机械的冲击大大降低，同时使得整个工艺流程变得灵活。此外，还能够实现对抽水泵的加速和减速的控制，启动和停机的控制更加灵活。能够保持井下液位不变，从而减少了泵的频繁启停和空转的时间所引起的能量消耗，而且还降低了设备的机械损耗，保障了煤炭业的高效安全运作。

4 在煤矿机电设备中变频节能技术的展望

众所周知，自从变频技术的出现，其在煤矿中的应用也越来越多，对我国的煤炭业的发展带来了强大的技术支持，因此不难看出其在未来的发展状况必将很大。同时随着我国的经济的日趋发展，煤炭业对变频技术的应用也将是一大趋势。我国的矿产资源丰富，所以在未来必会有很多的矿山需要开采，当然对机电设备的应用就不可少，所以与之对应的变频节能技术就会在节能方面发挥着巨大的作用。综上所述，未来是个技术化时代，所以变频节能技术在煤矿的设备中的应用必将前途光明。

5 结语

我国是一个地大物博，矿产资源极其丰富的国家。所以煤矿在数量和规模上都是非常大的，当然对于机电设备的使用量也就非常巨大。这就为变频技术的发展提供了肥沃的土壤。在我国，我们一直倡导节能减排、低碳环保，所以在煤炭的开采中实现节能减排、提高效率的目标就得依靠技术的革新，然而变频技术能够满足上述目标，所以在我国的煤炭业中推广这一技术，不仅为企业带来巨大的效益，甚至对我国的经济和社会的发展都具有一定的推动作用。

煤矿机电设备变频节能技术探讨:变频节能技术在煤矿机电设备中的应用分析

摘 要：相较其他国家而言，我国煤矿井下机电设备系统与科学管理水平较为落后，矿井环境信息很难实现控制和共享。笔者结合了传统煤矿机电设备生产模式的基础上，提出了一种基于变频节能技术的煤矿机电设备安全生产结构，实现了井上监控与井下煤矿自控，本文着重阐述了变频节能技术的安全生产设计与实现，希望对我国煤矿安全生产有所助益。

关键字：煤矿；变频节能技术；机电设备；应用

当前，我国的煤矿开采业的现状很不乐观，遍布全国的煤矿中，尤其是一些小煤矿，其开采技术还较为传统落后，生产中的安全问题依然没有得到有效的保障，并且煤矿生产的效率较低，生产耗能较大。为了改变这一现状，变频节能技术逐渐被应用在煤矿机电设备的技术中，在经过理论与实践的结合后，变频节能技术在煤矿机电设备的应用中表现出良好的使用性能，具有很大的推广应用价值，在提高煤矿生产效率，实现节能安全和有效机械调节等方面有着重要的作用。

一、变频节能技术在煤矿机电设备中的应用准备

1. 规范制度，端正思想

我们知道，一个良好的组织机构，除具备较好的运行机制和管理制度之外，还应该具有健全的岗位制度而且能够将之贯彻执行。因此，井下机电设备系统在煤矿井下排水的应用过程中，我们很需要一个合适的技术管理结构，以便于明确各个技术人员的职权问题，保证个人任务到位，避免权力交叉和责任推诿的现象发生，这些问题都可以通过建立健全的岗位责任制度得以解决。

2. 加强煤矿机电设备管理

对于煤矿机电设备控制而言，加强设备巡视管理工作的重要性可见一斑，预防设备异常的发生是煤矿机电设备运行管理的主要内容。为了保障煤矿机电设备的安全性与使用性，应该建立完善的设备定检制度，井下机电设备控制系统设备需要进行定期的检测，对于一些使用频率高的机械设备，更是要依据规定检测并建立相应的维护记录以随时了解其运转状态，保证其正常的运行和及时的维护。

3. 提高煤矿机电设备自动化的技术管理

由于煤矿机电设备控制存在很大程度上的特殊性，而作为贯彻于自动化控制整个流程的重要要素，技术管理在中的作用不容小觑。利用收集到的信息对生产、资源活动进行整改，并指导施工作业；还可以预见资源管理风险，采取一系列的事前措施，给煤矿企业的安全运营提供信息，将运营事故突发率降至最低。

二、变频节能技术在煤矿机电设备中的应用

1.井下变频器漏泄通信综合系统

变频器漏泄通信综合传输系统最早由加拿大矿通公司研发并使用，如今已广泛被世界煤矿公司作为煤矿变频器漏泄通信系统，技术上具有很强的综合服务的能力，一定程度上也表现了国际先进的煤矿变频器通信传输水平。该系统提供了十六路单向模拟视频通道和三十二路语音/数据通道，可以很好地实现煤矿生产过程中各种信号的传输。在变频器漏泄系统的中心是前端单元，并从中延伸出四条漏泄电缆，分别连接井下四个不同方向，同时也接地面天线，以确保地面移动通信的稳定性。上行信号占用带宽经解复用后输出给相应的监测、监控系统或电话交换系统；下行信号经频分复用调制在规定频率范围内，并将信号送入变频器漏泄电缆下行传输。十六路视频信号单向上行，并连接相应的监视器显示数据。

2.故障检测技术的应用

作为煤矿安全生产检测工作的关键性内容，信息的获得无疑至关重要，而获得信息的主要手段就是故障检测技术。在煤矿变频器自控系统中，通过煤矿安全生产现有的客观资料，我们可以初步确定远程检测的初始方案，进而在煤矿运营过程中根据故障检测数值、经验方法等内容，开展反馈分析等工作，修正初步方案与施工网络计划，以保证工程按照最优的设计与施工方案进行。因此，变频器故障检测工作的重要性也就显而易见了。针对我国煤矿井下开采中的一些不安全因素，变频器故障检测技术在远程检测中的应用能够很好的解决此类问题，它不但可以很好地掌握工程的工作运营状态，利用检测数据对流量方案进行整改，并指导开采质量作业；还可以预见事故风险，采取一系列的事前措施，给建筑的安全管理提供信息，保证了煤矿安全生产的稳定性。

3. 高压节能监测技术及全自动变频恒温运行

作为煤矿安全生产监控工作的关键性内容，信息的获得无疑至关重要，而获得信息的主要手段就是监测技术。在煤矿高压节能模式下，通过煤矿安全生产现有的客观资料，我们可以初步确定远程监控的初始方案，进而在煤矿工程运营过程中根据监测数值、经验方法等内容，开展反馈分析等工作，修正初步方案与施工网络计划，以保证工程按照最优的设计与施工方案进行。因此，变频器监控工作的重要性也就显而易见了。针对我国煤矿工程质量中的一些不安全因素，变频器监测技术在远程监控中的应用能够很好的解决此类问题，它不但可以很好地掌握工程的工作运营状态，利用监控数据对流量方案进行整改，并指导开采质量作业；还可以预见事故风险，采取一系列的事前措施，给煤矿的安全管理提供信息，将事故突发率降至最低。

4. 井下带式输送机通信综合系统

带式输送机通信综合传输系统最早由加拿大矿通公司研发并使用，如今已广泛被世界煤矿公司作为煤矿带式输送机通信系统，技术上具有很强的综合服务的能力，一定程度上也表现了国际先进的煤矿带式输送机通信传输水平。该系统提供了十六路单向模拟视频通道和三十二路语音/数据通道，可以很好地实现煤矿生产过程中各种信号的传输。在带式输送机系统的中心是前端单元，并从中延伸出四条电缆，分别连接井下四个不同方向，同时也接地面天线，以确保地面移动通信的稳定性。上行信号占用带宽经解复用后输出给相应的监测、控制系统或电话交换系统；下行信号经频分复用调制在规定频率范围内，并将信号送入带式输送机电缆下行传输。

三、结束语

当前，变频节能技术具备非常强大的控制功能，在主菜单和与源功能的有机结合的基础上，通过引入智能软件技术和监测技术，并在多个领域结合彼此，相互渗透，从而给煤矿机电设备领域带来了强烈的生命力。如今变频节能技术的发展方向无疑是系统化、智能化与小型化，以确保在煤矿井下带式输送机控制系统使用变频节能技术的同时，能够很好地满足煤矿井下带式输送机控制的安全需求，并最终减免工人的劳动强度，有效改善煤矿井下环境，以达到节约生产能耗的可持续发展目标。

煤矿机电设备变频节能技术探讨:分析变频节能技术在我国煤矿机电设备中的应用

【摘 要】随着社会科学技术的发展，在我国煤炭生产行业中也不断的应用新技术、新工艺。并且取得了较大程度上的提高，为整个行业的水平提高以及国民经济的发展都作出了贡献。但在目前情况下，我国的能源供给增长与经济发展速度不能保持一定的一致性，所以节能安全和提高效率就是当前煤矿生产中最重要的生产原则了，因此，必须通过"开源节流"的办法及时而有效的解决能源供给问题。在这一背景之下，变频节能技术应运而生，它是一种效果较好的节流方法？。现本文就通过分析变频技术的应用原理，来探讨我国煤矿机电设备中变频节能技术的应用，并指出来变频节能技术的应用前景是非常广阔的。

【关键词】煤矿；机电设备；变频节能；技术应用

我国的矿产资源比较丰富，在地表土层中蕴藏着巨大的煤矿资源，煤矿业对推动我国的经济发展是显而易见的，先以成为带动经济快速增长的重要的中坚力量。然而我国的煤矿开采业的现状却依然不乐观，遍布全国的煤矿中，尤其是一些小煤矿，其开采技术还较为传统落后，生产中的安全问题依然没有得到有效的保障，并且煤矿生产的效率较低，生产耗能较大。为了改变这一现状，变频节能技术逐渐被应用在煤矿机电设备的技术中，在经过理论与实践的结合后，变频节能技术在煤矿机电设备的应用中表现出良好的使用性能，具有很大的推广应用价值，在提高煤矿生产效率，实现节能安全和有效机械调节等方面有着重要的作用。

1 煤矿机电设备变频节能技术的应用现状与原理

由于煤矿生产中，对于生产安全的问题要求较为严格，所以变频节能技术并没有轻易的在煤矿机电设备中进行应用。但随着电子信息技术的发展以及节能理念的推广，变频节能技术逐渐被应用于煤矿生产的机电设备中，如矿井提升机、空压机、采煤机、皮带输送机等。在经过实践应用后发现，采用节能变频技术的机电设备的运转效率大大提高，且比之前未采用该技术的同一机电设备的耗能量有了很大幅度的降低，同时也缩减了设备维修养护的开支，促进了煤矿产业经济效益的提升。

而为煤矿机电设备的性能改善作出很大贡献的变频节能技术的应用原理是什么呢？原来变频节能技术具有和其他传统的交流电不一样的特点，它主要运用了变频调速技术将交流电的固定频率转化成为了一种能够被充分利用的变动资源。首先是在功率器件方面。经过了GTR IGBT 的更替发展起来的智能功率模块IPM，能够将变频的功率不断地增大。其次是压频比（U/f）控制方式得到很大改进是控制理论上的革新，这方面的创新主要的是采用了矢量的控制办法和进行直接的转矩控制，能够将实际当中的变频节能技术应用到更大的范围内。

其次是在新的研发方向上，出现了模糊自优化控制和人工神经网络等控制方法的创新，整个变频技术的集成系统能够获得更大范围上的集中，技术也由原来比较单一的数字信息处理，发展到目前比较先进的高级专用集成电路。从单片机开始，先后产生了数字信号处理器（DPS），精简指令集计算机（RISC），出现的高级专用集成电路（ASIC）。

最后是在整个变频的功能上，获得了越来越高的综合应用，不仅是具有比较基本的调速功能，而且还具有编程序参数辨识及通信等功能。利用电力半导体器件的通断作用把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的电能控制装置称作“变频器”。变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。

2 变频节能技术在我国煤矿机电设备中应用分析

在经过一段时间的发展后，变频节能技术在我国煤矿机电设备的技术中逐渐得到了广泛的应用。笔者结合自身对煤矿机电设备的了解以及对节能变频技术的深入研究，对变频节能技术在采煤机、提升机、皮带输送机以及流体负荷设备等煤矿机电设备中的应用做出以下分析：

2.1 在采煤机中的应用

目前，采煤机变频调速系统已从“一拖二”发展到“一拖一”，我国能量回馈型四象限运行的交流变颈调速采煤技术处于世界领先水平，国产电牵引采煤机行走功率最大2×110KW，变频器电压380V，能够实现额定转速下恒定转矩调速，额定转速以上恒定功率调速及两台变频器之间的主从控制和转矩平衡。从现场运行情况来看，四象限变频器调速电牵引采煤机对大倾角工作面能较大范围内调节制动力矩，维持牵引速度基本不变，机器没有发生下滑跑车的现象，结构简单、控制灵活。操作方便、速度调节可靠。

2.2 在提升机中的应用

提升机是煤矿当中的一项重要的机电设备，对煤矿的生产和人员安全有着重大的作用。传统的采用在电动机转子电路内接入金属电阻的方法虽然也能够到达调速的目的，但是在实际当中，常常会存在着很大的安全隐患和对电能的大量消耗。在提升机当中使用变频节能技术，主要的是选用交流四象限变频调速系统配上变频防爆提升机，实现数学信息的化的控制，在完备的输入和输出接口当中，实现对提升机的远程控制，确保提升机完成担负着输送物料和人员的重要任务。

2.3 在皮带输送机中的应用

变频技术在皮带机方面的应用具有和提升机相同的原理。在皮带将井下的煤炭运送到地面上的过程当中，更大地发挥摩擦力的牵引作用，通过张力变形和摩擦力带动物体在支撑辊轮上运动，成功地完成煤炭运送工作。在传统的皮带机运输过程当中，采用液力耦合器来实现皮带机的软启动，这常常容易造成皮带断裂和老化。采用变频技能技术主要是降低电机启动时的电流波动，减少机电内内的机械冲击和发热的情况。使得皮带机的传送功能能够获得最大的发挥，解决功率平均和同步问题。

2.4 在流体负荷设备中的应用

变频节能技术在流体负荷设备中的应用主要体现在风机和泵所采用的变频调速。在风机中变频调速的应用越来越多，同时出现了为煤矿特殊环境专门设计的变频调速装置。改造后的风机，实际转速较改进前最低转速下降了很多。电机实际输出功率为改进前前导器半关闭时的1/3 风量和风压，更加适合矿井特性，每年可节约大量的电费。而变频调速在矿区给水、给液用泵中应用灵活，明显降低了设备的机械冲击，增加了工艺系统控制的灵活性，提高了产品质量。可以灵活的控制抽水泵的平滑起停、适时加减速，保证了井下液位的恒定，降低了泵空转时间和频繁起停带来的大量能耗，机械设备的损耗也相应降低，保证了生产的安全高效运行。

3 结束语

就我矿来看，提升机等机电设备应用了此变频节能技术之后，其节能效果相当好，节约了20～30%的能源消耗。按照当前变频节能技术在煤矿机电设备中应用的现状来看，其发展前景是非常广阔的，尤其是在社会对能源需求量越来越大的情况下，使用高效节能安全的变频节能技术必然成为煤矿机电设备发展的主要趋势，除了现有的几种已经使用变频节能技术的机电设备，还有很多其他的煤矿机电设备亟待改进，为此，发展与之相匹配的变频节能技术是非常有必要的。