煤矿节能中变频技术的应用

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摘要：我国的电气机械行业随着我国的经济发展取得了明显的进步，这种突破也带来了变频技术的革新，近年来，煤矿行业不断发展节能技术，变频技术的应用也就越来越广泛。尤其是在煤矿通风设备、运输设备和水泵的控制等领域，变频技术都发挥了很大的作用，不仅节约了电能，提高了设备效率，同时，使设备启动平稳，减少启动时大电流对设备造成的冲击，延长了设备使用寿命，并且极大地提升煤矿设备安全，因此，变频技术在煤矿中使用范围广越来越广泛。变频技术的推广应用，也有助于我国解决能源危机，促进可持续战略的发展。本文从变频调速技术在风机上的使用进行了阐释，并对其应用进行了细致的分析，总结了变频调速技术的优势，希望能够为相关研究提供一定的材料，促进我国变频技术在煤矿节能中的应用，促进我国工业的可持续发展。

关键词：变频技术；煤矿节能；技术

1变频技术在煤矿节能中的应用简析

变频技术在煤矿节能技术中的使用主要从风量的控制、自耦降压启动柜以及电动机的功率控制三个方面出发，这是因为在煤矿行业中，这三个方面的技术直接影响着煤矿开采的产能和效果。

1.1控制风量的应用

煤矿在开采的过程中会逐渐增加开采深度，这就导致了巷道会不断加长。但是，在开采的过程中，虽然巷道不断增加，但是，风量却不会随着这种深度的增加而增加，但是，巷道越深对风压的要求也就越大。因此，在巷道中必须进行风量的增加，通常采用的风机引风。但是，传统的煤矿开采中使用的风量无法达到既定标准，这是因为风机额的功率远远低于额定流量。因此，在煤矿开采的过程中会进行风门的安装，来进行限流，以便于增加阻力。当然，有的也会对风量控制的方式进行一定的限制，例如，对矿井中的风量进行一定的控制。传统的定频电动机无法控制风量，但是，如使用变频技术，可以很好地对风量进行调节控制，如果风量过大，则可以调小风机的功率，如果风量过小，则可以调大风机的功率，以便于巷道中风量满足矿井安全生产的需要。

1.2风机控制设备的应用

自耦降压启动柜在风机中启动时起到的是控制作用，但是，在传统的风机结构中，这种启动方式对的供电网（造成）络波动非常大，因此，会浪费许多的电能，加上设备的调节精度不良，在使用过程中不够智能。在变频技术出现之后，风机控制设备也可以应用该技术。使用变频器进行正弦波启动电动机，然后，对其进行加减速的控制。变频器调速控制风机的转速和风量，主要原理是对脉冲列的脉冲宽度形成调节作用，这样可以对其输出量和波形进行相应的改变，甚至调节电压的输出值，这样电动机的控制作用就会增强。与传统的自耦降压启动相比，变频调速的控制精确度也更高，也更加智能。

1.3电动机功率控制

在煤矿开采的过程中，电动机的使用频率非常高，尤其在控制风量的过程中，传统的电动机功率不会随着风量的变化而变化。例如，风量需求已经下降了，但是，电动机的功率仍然维持原状，这就很容易造成能源的浪费。采用了变频技术后，根据现场需要的风量减小或用变频器调整输出，电动机的功率也会相应变化。风机转速也会变化，达到调整风量的效果。例如，风量下降30%，电动机的转速也会相应下降30%。一旦风量下降过多，那么，电动机的轴功率也会获得大幅度地下降。这就让电动机在运转的过程中能够比较好地节约能源，控制能源的消耗，达到节能的目的。

2空压机的变频调速技术应用

对于煤矿生产设备而言，空压机设备的功率运行时变化比较大，如果不是用变频调速技术，就很容易形成大马拉小车的情况，因此，会造成能源的浪费。空载星——三角启动方式可以应用于空压机，这是因为这种设备的加载和卸载完成比较快速，但是，在启动的瞬间就会导致空压机的电流比较大。因此，如果不进行一定的处理，对电网造成的波动大，设备冲击较大。因此，压缩机的气源也会开始波动，如果没有进行一定的调整，就会导致设备的磨损严重，长此以往，就会影响设备的使用寿命。

2.1变频技术的调速功能

传统空气压缩机的电动机不能进行调速，但是，应用变频技术之后，空气压缩机的电动机可以进行转速的调控，这样电压和电流的大小都可以进行相应的调整。使用变频技术后，电流电压的有效调整可以减少设备在启动和关闭时设备的冲击，对设备起到保护作用，延长设备的使用寿命。

2.2变频技术在电动机启停过程中的应用

电动机在启动和停止的过程中会产生能源的浪费，但是，在实际生产的过程中，电动机的启动和停止是非常正常的现象，在空压机使用的过程中，进行变频技术的应用，这样就能促进电动机的软启动和停止软运行，这样整个设备在启动和停止的过程中，不仅能减少设备受到的冲击，还能减少对能源的浪费，同时，还能促进设备处于良好的运行状态。在电动机使用的过程中，气量的大小能够决定电动机的转速，因为变频技术的使用，空压机运转状态一旦发生变化，系统气压也会出现变化，因此，可以对电机空载问题进行良好的避免，实现节能的目标。

3变频技术的优点

在煤矿节能的过程中，变频技术的优点不仅体现在能源的节约上，更重要的是变频技术的使用能够极大地促进对设备的保护，有效增加设备的使用寿命，比较传统的定频调速技术而言，变频技术的优点也是非常明显的。

3.1适应性较强

变频调速技术的适用范围非常广，这是因为在不同的电网下仍然可以进行工作，这是与定频技术最大的区别。因为变频调速技术能够促进设备的软启动，因此，在设备启动的过程中，不会像原来定频启动技术那样靠消耗能量来降低启动电流，设备受到电流的冲击和影响较大。除了对设备造成的影响外，变频技术的使用也能减少对电网的电涌冲击。在这种情况下，电动机的转矩不断加大，其运转状态也就摆脱了以前不稳定的状态，延长了设备的寿命。

3.2保护功能完善

变频技术与定频技术一样，也需要多种保护功能才能实现变频技术的推广。例如，在煤矿行业中，过载保护主要是为了防止主电源线过载的情况，如果没有过载保护，那么，主电源线就有可能会产生热损坏。除此之外，热压失速保护和自动转矩补偿保护这些功能都让变频调速技术显得更加完善，这些保护功能让生产更加安全，为变频调速技术的推广提供了条件，也扩大了这项技术的使用范围，因此，变频调速技术的发展正是因为有这些保护功能的完善而显出更多的优势。

3.3调速范围更大

变频调速技术在调速范围上比较大，但是，其调速精度却没有受到影响，因此，采用变频技术后的煤矿设备能够顺利完成无极调速。这对于煤矿行业的设备而言，调节的效率会大大提升。尤其是我国近年来科技发展比较快，信息可视化技术相对发展也较好，在与信息可视化技术相配合的前提下，远程控制是变频调速设备的另一个优势，不仅能够实现远程控制，增强设备使用的安全度，还能减少人力成本，许多功能都可以通过计算机来完成，因此，能大大降低生产成本。这意味着在未来的煤矿开采过程中，智能化将会成为趋势，矿山开采模式也会随着这种变频调速技术而不断发生改变，促进煤矿节能技术的发展，让煤矿开采更加智能，随着技术的不断更新，这种智能型也会不断提高。

4变频技术在煤矿行业的节能效果分析

我国对煤炭的需求是非常旺盛的，因为社会建设需要煤矿提供电能等能源。发展煤矿行业也一定会促进我国经济生产总值不断提升。但是，在煤矿行业发展的过程中，能源的消耗量也是巨大的，除此之外，排放的污染物也非常多，这导致环境污染严重，空气质量也大大下降，与我国可持续发展的战略定位相背离。变频技术在煤矿行业的使用，不仅能够为煤矿的开采节省更多的工业用电，还能对高耗电的煤矿企业，进行一定的调整，尤其变频调速设备，在工业生产的过程中，达到节省电量的作用，能够减少企业的生产能耗，减少发电污染，还能降低企业的生产成本。除了前文中所说的，转速的调节能够提升机器运转效率，增加机器运转寿命，更重要的是，变频调节技术的应用，让许多设备的运转噪声得以减少，让企业的工作环境质量不断提升。在设备的启动过程中，传统的启动方式，并不能实现软启动，这会让设备受到冲击，但是，变频技术的应用能够让煤矿企业中的设备实现软启动。可以保证设备生产产品的合格率，还能促进企业的量化生产和自动化水平。从这一角度来看，煤矿行业如果想实现长远发展，需要不断提升及行业竞争力，提高其可持续发展水平，在保证企业经济效益的同时，又保证环境效益，因此，在煤矿生产中推广变频技术的引用意义特别重大。

5结语

变频调速技术在煤矿行业中的风机和空压机上的应用，符合我国可持续发展战略，也能促进我国环保事业的发展。进入21世纪后，全世界都面临能源短缺的问题，如何在节省能源的前提下，还能良好地发展经济，这是所有国家思考的核心。因此，大力发展变频调速技术，能够促进我国煤矿开采事业的智能化发展，降低煤矿开采过程中产生的环境污染，从而为经济发展提供更多的环境效益。

参考文献：

[1]赵刚.探讨我国煤矿机电设备中变频节能技术的应用[J].矿业装备,2018,000(003):64-65.

[2]王建功.煤矿机电设备变频节能技术应用研究[J].江西化工,2020(2).

作者：谭晓峰 单位：山西保利合盛煤业有限公司