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摘要：通過引進變頻節能技術可有效提高能源利用率。主要分析了煤礦機電設備應用過程中存在的問題，對變頻節能技術在煤礦機電設備中的具體應用進行了探討。

關鍵詞：變頻節能技術；煤礦；機電設備；探討

伴隨經濟的不斷進步，煤礦行業也在飛速發展，變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用越來越廣泛。在某種程度上可有效降低電量消耗并實現節能減排的目的[1]。本文主要對變頻節能技術在煤礦機電設備應用進行了深入探討，為更好地促進煤礦行業的發展打下基礎。

1變頻節能技術簡介

變頻節能技術指的是通過半導體元件通斷的作用改變電源電流的工作頻率，進而達到降低能量消耗的目的。在變頻節能技術中，變頻器是其核心設備，主要組成部分有電源板、鍵盤、控制的面板及電極電容等。在電動機上安裝變頻器，在滿足了輸出的要求后，有效降低了能源消耗，實現了節能減排的目的。當電動機上沒有安裝變頻器時，其電流頻率沒有辦法改變，任意工作狀態下，都會以額定電壓開展工作，這樣就很難滿足不同工作狀態下的能量要求，同時也造成了能量極大的浪費。

2煤礦機電設備應用過程中存在的問題

a)在很多煤礦企業中，煤礦機電設備在選型方面普遍存在大馬拉著小車的情況，存在很嚴重的電能浪費，普遍沒有很高的運行效率。煤礦企業的電耗非常大，壓氣、通風、排水及提升等設備耗電量大約占總體能耗的1/3，約占煤礦用電量的30%。若選用閥門或擋風板，在調節過程中電能浪費很大，若選用變頻技術進行調節，可節省20%～50%，其經濟效益顯而易見。開元礦業公司在沒有應用變頻節能技術之前，1個月的用電能總量達到了35714.6kW•h，實際用電量26027.5kW•h，有效用電效率僅72.8%，電能很大一部分沒有得到有效利用[2]；b)煤礦機電設備的電機負荷普遍比較大，啟動起來電流很大、時間也很長，這嚴重影響了設備絕緣強度，很容易將大功率電動機燒毀，電網的可靠運行受到威脅。礦井機電設備在冷啟動時相對較困難，很容易產生機械方面的損傷，這不但使設備維修成本增加，還極大地沖擊了電網安全。另外控制的工藝比較單一，自動化程度偏低且實時性也很差；c)故障方面的問題。制約煤礦機電設備功能發揮非常關鍵的因素就是故障方面的問題。現在社會發展迅速，對煤炭需求很高，所以一般煤礦機電設備全天24h都在工作，這種情況下，機電設備如果不能合理維護，很容易出現故障問題，造成設備損壞。現場采煤設備主要是采煤機和掘進機等設備，這種高強度作業比普通作業更容易出現設備故障，故障一旦出現，不但采煤功能降低，消耗的電量也急劇增加，增加2倍～3倍的電量很正常[2]。

3變頻技術在煤礦機電設備中的具體應用

a)變頻技術在水泵方面的具體應用。對煤礦生產起到非常重要控制作用的條件之一是水，所以對水泵流量進行調節非常關鍵。以往在對水的流量進行調節時，采用的就是對閥門開度進行調節，采用這個方法時，電機將一直控制在恒速狀態，所消耗電量非常大，也花費了大量錢財。若選用變頻技術對水泵進行調節，可將水泵調速性能大大提升，節能效果也得到很大的改善，工藝及流程也更加安全可靠[3]；b)在供風系統方面的具體應用。在煤礦井下進行作業時，對空氣進行壓縮時需用到空氣壓縮機，壓縮機連續不斷運轉的情況下將消耗大量電能。通過應用變頻技術可有效地將電能的消耗予以降低。當在對變頻器進行使用時，形成了調解的回路，可有效地對恒壓進行控制，使氣壓保持在一個不變的數值上，極大地改變了電源質量。壓縮機經過變頻技術的改造，極大地節省電能的損耗，假若使用半年以上，將能省出來一個變頻器的成本；c)在運輸系統方面的具體應用。在礦井的提升機上應用變頻器可將電阻取消，提升機調速運行時可節約不少電阻熱損耗。在很短的時間里，發動機在進行發電時，變頻調控可把電能能耗的情況給電網及時反饋過去，運作的人員可很快地將運行的實際情況掌握住。同時，將變頻器放在設備內部后，可將設備維修工作大大減少，維修費用也相應減少，會有很明顯的節能減排效果。此外，變頻技術還可有效地對皮帶輸送機進行控制，將空載或輕載所造成電能的浪費有效避免。變頻器在安裝后，可有效地對皮帶輸送機所產生的熱量損耗進行控制，將電氣系統沖擊的問題有效解決[3]。

4變頻技術在煤礦機電設備應用中節能探討

電氣控制系統非常核心的支撐就是變頻技術，為了達到節約能源、降低損耗的目的，就需對電動機的運轉速率進行調節。由于煤礦機電設備在運轉時，需借助電動機進行運作，所以最大耗電部分就是電動機。變頻技術通過對煤礦機電設備的電氣部分進行節能控制，使電能損耗量降低，可將電能資源進行最優配置。變頻技術在煤礦機電設備應用中節能技術主要表現在以下幾個方面：a)在啟動方面的節能。電機不正常（非額定轉速）啟動會嚴重沖擊采煤區電網，需有很高的電網容量，在啟動過程中會產生大的震動和很大的電流，這些都會很大程度上毀壞閥門及擋板，致使管路及設備使用壽命大幅度降低。若使用了變頻的節能裝置，變頻軟啟動功能可將電流從零開始啟動，最大也不會超過額定電流，這樣就可有效減輕電網沖擊力，同時也可將供電方面的容量要求予以減輕。變頻節能裝置有效地將閥門及設備使用的壽命延長，將設備維護的費用降低[2]；b)功率方面的節能。無功功率一方面使設備發熱及線損增加，另一方面降低的功率因數將造成電網的有功功率降低，在線路中消耗了大量無功電能，致使煤礦機電設備使用效率變得低下，在現場的實際操作過程中，浪費了很多電能。當選用了變頻裝置后，其內部濾波電容發揮了巨大作用，使無功損耗大大減少，如圖1所示，使采煤區配電工作有功功率增加，煤礦機電設備電能的消耗在均衡狀態中維持，使節能降耗得以實現[4]；圖1采煤機的變頻控制c)在變頻方面的節能。在滿負荷狀態下，電機不能運行時，動力的驅動要求達到后，多余力矩使消耗的有功功率增加，致使電能極大地浪費。傳統的像泵類和風機這種類型的設備是通過對出口或入口的閥門或擋板開度進行調節來對給水量及給風量進行調節，這樣輸入的功率是很大的。當變頻技術使用時，若要求將流量減少，可將風機或泵的轉速降低以達到要求，這就在局部上減少了電能損耗，也達到了整套設備節能降耗的目的。

5結語

現代社會突飛猛進的發展勢頭為變頻技術的應用打下了基礎，主要對變頻技術的具體應用及節能控制方面的應用進行了深入探討，因其具有諸多控制能耗的優勢受到了廣泛推廣及應用。變頻技術的引進，極大地促進了煤炭企業的發展，節能控制的應用不但降低了電耗還促進了經濟效益的提升。煤炭企業應不斷地對機電設備進行更新，最大化促進企業快速向前發展。

作者:武鵬飛 單位:陽煤集團壽陽開元礦業有限責任公司

參考文獻：

［1］劉學輝.變頻技術在煤礦的應用及節能效果研究［J］.無線互聯科技，2014(5)：194.

［2］趙旭.變頻調節技術在煤礦機械節能改造中的應用［J］.山東煤炭科技，2013(1)：248-249.

［3］王健.淺析煤礦機電變頻控制技術與節能［J］.中國新技術新產品，2015(6)：14.

［4］溫勇.煤礦機電設備中變頻節能技術的應用分析［J］.河南科技，2013(15)：95-100.