煤矿机电变频控制技术与节能应用研究
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摘 要：随着计算机技术、电子技术及自动化技术的进步，变频控制技术得到了较快发展，具有高效、便捷及可靠等特点，广泛应用于工业领域。煤矿开采中，需消耗大量电能，强化变频控制技术的应用与节能，对行业发展意义重大。
关键词：煤矿;机电设备;变频控制技术;节能应用
中图分类号：TD67 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）07-0068-02
Abstract： With the advancement of computer technology， electronic technology and automation technology， frequency conversion control technology has been developed rapidly， and it has the characteristics of high efficiency， convenience and reliability， and is widely used in industrial fields. In coal mining， a large amount of electric energy is needed， and the application of frequency conversion control technology is great significance to the development of the industry.
Keywords： coal mine;electromechanical equipment;frequency conversion control technology;energy saving application
为满足当前生产力的发展需求，需不断更新煤炭资源的开采技术设备。目前，我国煤矿开采技术相对落后，尤其是中小型煤矿开采基地，不仅整体生产效率低、能耗大，而且无法保证作业人员的人身安全。使用煤矿机电变频控制技术不仅能提升设备生产效率，降低能源消耗，而且能有效保障煤矿作业的安全性[1]。
1 变频节能技术概念及现状
1.1 技术概念
变频节能技术是一种新型环保节能技术，实现了煤矿机电设备性能的优化;转换交流电固定频率，使其成为可变性资源，增强了交流电的利用率;优化压频比控制模式，突破了传统机电设备控制模式的局限性;控制生产机电设备的调速，转换工频交流电，改变了设备内电动机的电源频率[2]。煤矿实际生产中应用矢量控制技术，使用直接转矩控制模式，增强了变频节能技术的应用范围。
1.2 存在现状
随着经济的不断发展，煤矿工程的规模不断扩大。为满足可持续发展理念的要求，必须应用环保节能型经济发展模式。实践证明，应用变频节能技术可有效增强煤矿提升机、采煤机等设备的运作效率，有效降低煤矿设备运作中的能量消耗，满足节能型工作模式的要求[3]。
2 变频控制技术在煤矿机电设备中的应用与节能
2.1 在提升机中的应用与节能
提升机是煤矿开采和生产中的重要机电设备，确保了物料和作业人员的安全。传统提升机主要采用金属电阻实现对电机的控制，采用接触器切除电阻实现调速。因此，传统提升机存在很大局限性，如电阻耗能大、散热不均匀、调速范围小及精确度较低等。变频技术在提升机中的应用，改善了提升机的整体工作性能，主要体现在以下方面。
①变频技术与编程器结合，以编辑制定变换的方式控制继电器逻辑关系，达到电路图和梯形图相互转换的效果，进而控制提升机的运行流程，保证了提升机的运行稳定性[4]。
②控制继电器时，由于外部线路使用较少，可减少继电器的使用数量，以提升控制使用效率，降低故障发生率。
③出现故障时，利用编程器的显示屏可排除故障，提升工作效率。变频技术的应用保障了提升机的整体安全性，降低了能源消耗。
2.2 在通风机中的应用与节能
煤矿机电设备中，通风机确保了煤矿作业的安全和质量。传统通风机电设备调风能力弱，耗能高，不利于深井作业。变频控制技术可根据矿井的深度调节风量大小，降低能耗的同时提升作业人员的舒适度。随着开挖深度的增加，送风压力逐渐增大，通风机的功率随之增大。变频技术可使通风机的功率在短时间内达到最大，满足基本的开挖要求。实际工作中，变频技术要根据施工条件调节风力大小，并根据煤矿开采巷道的变化调节风速，以实现资源的最优配置。此外，变频控制技术可达到变频软启动的效果，有效降低或者避免电流过大对电网造成的不良影响。变频技术的应用避免了通风机超负荷运转，增加了通风机的使用寿命，降低了维护成本，提升了工作效率[5]。
2.3 在采煤机中的应用与节能
在采煤机设备工作模块应用变频节能技术，完善了采煤机的调速系统。应用电牵引采煤机时，该设备的理论变压器电压为380V，最大功率为2×110kW，可满足变频器转矩平衡和调速主从控制的要求。在设备应用模块应用四象限变频器调速模块，可满足采煤机的大幅度工作要求，避免牵引速度的不合理变化而导致下滑跑车状况[6]。
2.4 在皮带机中的应用与节能
皮带机主要采用转子串接电阻以改善转矩的方式或者采用减压空载的方式进行启动，整个启动过程消耗时间较少。系统启动时，如果皮带韧性不足，长期使用将造成皮带断裂。同时，皮带机在运行时会产生较大电流，对电网形成不良影响，增加了施工作业的危险。变频技术可改善传统的不良运行方式，减小运行中产生的电流，降低施工作业风险。皮带机运行中，可根据皮带的负荷调整工作频率，以提升电能使用效果[7]。
3 结语
变频控制技术的有效使用可达到节约能源的效果。在煤矿机电设备中使用变频技术，可提升机电设备的稳定性和生产效率，提高安全系数，增强煤矿企业的整体经济效益。
参考文献：
[1]吴仲强，裴德胜，孔令龙.关于煤矿机电设备中变频技术的应用分析[J].科技传播，2016（11）：206-207.
[2]栗书涛.变频控制技术在煤矿机电设备中的应用[J].决策与信息，2015（27）：278.
[3]李茂龙.探析变频控制技术在煤矿机电设备中的应用[J].低碳世界，2017（4）：77-78.
[4]王勋.煤矿机电变频控制技术与节能方法研究[J].中国设备工程，2018（3）：125-128.
[5]伦杰慧，张立君，孙宏亮.試论煤矿机电设备中变频节能技术的应用[J].黑龙江科技信息，2013（10）：95.
[6]何新建.变频控制技术在煤矿机电中的应用研究[J].河南科技，2016（14）：111-112.
[7]王端焕.浅谈煤矿机电设备中变频技术的应用[J].中国高新技术企业，2012（27）：51-53.
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