變頻節(jié)能技術在礦山機電設備中的應用

摘 要：隨著社會經(jīng)濟發(fā)展水平的提高，我國經(jīng)濟發(fā)展的理念也在悄然發(fā)生著改變，在當前的發(fā)展階段下，我國的經(jīng)濟不僅要保證發(fā)展的速度，也要保證發(fā)展的質(zhì)量，既要在保證當下的發(fā)展的動力，同時也要保證可持續(xù)發(fā)展的能力，因此在當前的經(jīng)濟建設中，我國高度重視節(jié)能環(huán)保技術的運用，尤其是在一些傳統(tǒng)的高耗能的企業(yè)中，在國家政策的大力推動下，節(jié)能環(huán)保技術得到了廣泛的應用，在很大程度上降低了能源的消耗，減輕了環(huán)境的壓力，采礦行業(yè)也屬于傳統(tǒng)的高耗能的行業(yè)，目前采礦行業(yè)節(jié)能技術主要是集中在礦山機電設備的改進上，通過變頻技術的運用，可以有效的降低采礦行業(yè)的能源消耗，提高采礦行業(yè)持續(xù)發(fā)展的能力。

關鍵詞：變頻節(jié)能技術;礦山機電設備;應用

變頻節(jié)能技術是一種成熟的綠色節(jié)能技術，在很多行業(yè)中已經(jīng)得到了運用，并且取得了不錯的節(jié)能效果。采礦行業(yè)也屬于高耗能的行業(yè)，因此需要對采礦行業(yè)的能源消耗進行控制。通過在礦山機電設備中運用變頻節(jié)能技術，可以有效的降低機電設備的能源消耗，提高能源的利用率，不僅可以降低礦業(yè)企業(yè)的能源成本，而且降低了采礦行業(yè)給環(huán)境帶來的壓力，同時變頻節(jié)能技術較為先進，可以促進企業(yè)生產(chǎn)效率的提高，可以推動我國礦業(yè)行業(yè)健康穩(wěn)定的發(fā)展。

1 變頻節(jié)能技術的概述

1.1 變頻節(jié)能技術的內(nèi)涵

變頻節(jié)能技術是一種相當成熟的節(jié)能技術，在很多行業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛的運用，變頻節(jié)能技術可以根據(jù)設備運行的狀態(tài)，以及工作的實際需要，動態(tài)的調(diào)整的設備的運行頻率，因此可以提高機器運行的效率，起到降低能源消耗的作用。變頻節(jié)能技術是一種高端的節(jié)能技術，其結(jié)構(gòu)和原理也比較復雜，可以在不影響工作效率的情況下，達到節(jié)能的要求。運用了變頻節(jié)能技術的機電設備精密的程度有所提高，在設備內(nèi)部電源板，控制面板以及電機等電子元器件的布置上也比較復雜，因此變頻節(jié)能技術的運用需要很高的技術水平作為支撐。與傳統(tǒng)的機電設備相比，變頻節(jié)能技術展現(xiàn)出一定的智能化的特點，因為搭載了變頻節(jié)能技術的機電設備在運行的時候往往具有更高的靈性?？梢噪S時調(diào)整機器運行的速度，而且隨著變頻節(jié)能技術的不斷發(fā)展，最新的技術已經(jīng)可以實現(xiàn)針對設備運行的狀態(tài)以及實際的工作需求，自動的調(diào)整設備運行的頻率，進一步提升了設備運行的效率，變頻節(jié)能技術在礦山機電設備的運用是礦業(yè)實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的一種有效的手段，也是未來礦業(yè)行業(yè)技術發(fā)展的一個重要的方向。

1.2 變頻節(jié)能技術工作原理

簡單來說，變頻節(jié)能技術的技術原理就是交流直流的靈活轉(zhuǎn)化，整流器是變頻節(jié)能技術的核心部件之一，可以實現(xiàn)將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，并可以有效的控制直流電的電壓以及頻率，從而實現(xiàn)對交流電的有效轉(zhuǎn)化，然后由控制器對電源進行控制，將電力輸送到電機中?？刂?，整流，逆變以及直流電共同組成了變頻器的電路。在變頻節(jié)能技術中。整流器主要使用的是三相橋式不可控型的，逆變器可以調(diào)整輸出的脈沖強度，逆變器的運行穩(wěn)定性對變頻器的正題穩(wěn)定性具有重要的影響，也是變頻器的關鍵部件。搭載了變頻節(jié)能技術的機電設備可以對設備運行的頻率進行動態(tài)的調(diào)整，從而起到節(jié)能的作用。

2 變頻節(jié)能技術在礦山機電設備中的應用

2.1 在礦山提升機上的應用

提升機是礦山常見的一種設備，提升機的主要作用就是可以將人員或者設備輸送到礦井下，同時也可以將人員或者是材料送到地面上去，提升機的運行狀態(tài)對礦山的安全生產(chǎn)以及的生產(chǎn)的效率具有重要的影響。在傳統(tǒng)的提升機的機電設計中，一般是將電阻器直接連接到電機轉(zhuǎn)子的電路上，在調(diào)速的方式上，主要是使用接觸器或者是鼓控制器對電阻器進行切斷，這樣的調(diào)速方式存在著一定的弊端，因此對電阻器的反復切斷很容易對電阻器造成損傷，影響設備的使用壽命，同時接觸器與電阻的反復接觸也會產(chǎn)生大量的熱量，給設備的散熱造成壓力。由于電阻調(diào)速方式本身設計的缺陷。提升機速度調(diào)節(jié)的范圍很小，同時在調(diào)整的精度以及穩(wěn)定性上都存著比較大的問題。尤其是在減速或者是分散的運行狀態(tài)下。需要很大的制定電流，對設備進行強制減速，不僅會對設備的壽命造成影響，同時也會消耗大量的電能。這樣的機電設備對礦山的安全生產(chǎn)，以及生產(chǎn)的效率都會造成不良的影響。

搭載了變頻節(jié)能技術的提升機可以有效的避免目前礦山提升機存在的弊端，因為變頻節(jié)能技術是一種無極的調(diào)速方式，因此可以實現(xiàn)更大范圍的速度調(diào)劑，同時動力的輸出也會更加穩(wěn)定，可以提升設備的安全性。相比于傳統(tǒng)提升機的制動方式與調(diào)速方式，變頻節(jié)能技術使用電氣進行制動調(diào)節(jié)，這樣就可以有效的避免機械制動造成的損傷，提升設備的使用壽命。如果提升機是在下降的狀態(tài)下，那么提升機會將下降產(chǎn)生的重力轉(zhuǎn)化為電能，并將電能直接補充到電網(wǎng)中，同時制動的力矩也因為提升機的電能轉(zhuǎn)化行為有所提高，在提升經(jīng)濟性的同時也提升了安全性。另外與傳統(tǒng)的提升機相比，搭載了變頻節(jié)能技術的提升機可以方便的對設備的精度進行調(diào)整，一旦發(fā)現(xiàn)了設備的精度有問題，工作人員可以直接通過修改控制程序?qū)冗M行調(diào)整，而在傳統(tǒng)的提升機設計中，往往需要對機械部位進行調(diào)整，才能實現(xiàn)這一點。

2.2 在井下通風系統(tǒng)中的應用

在礦業(yè)的井下作業(yè)時，可能會產(chǎn)生很多的有毒有害的氣體，由于礦井內(nèi)部空間封閉，因此如果不能進行有效的通風的話，很容易引發(fā)安全事故，因此井下通風系統(tǒng)的建設對礦業(yè)來說十分的重要。在井下通風系統(tǒng)的建設中核心的設備就是風機，一般礦井內(nèi)的風機功率都比較大，因此頻繁的啟停會對風機本身的壽命帶來很大的影響，而且大功率的風機無論是在啟動好事運行的時候都會消耗大量的能源，尤其是在礦井環(huán)境下，需要風機長時間的運行，不僅增加了能源的消耗，對風機的穩(wěn)定性也是一種考驗。因此對于礦井下的風機來說需要能夠?qū)︼L機運行的功率進行有效的調(diào)節(jié)，減少風機運行帶來的能源消耗，同時對風機功率進行調(diào)節(jié)也可以避免風機長時間高負荷的運行，提高風機運行的穩(wěn)定性與使用的壽命。想要實現(xiàn)以上目標需要利用變頻器對風機進行科學的調(diào)速，對于調(diào)速的方式應該仔細的研究，一般推薦使用開環(huán)的調(diào)速方式，因為一般井下的環(huán)境比較潮濕，同時灰塵也比較大，如果使用傳感器進行自動調(diào)節(jié)的話，受環(huán)境的影響，傳感器很難發(fā)揮出作用。因此需要使用開環(huán)的手動的方式來對風機的功率進行調(diào)整。

2.3 變頻控制技術在通風機中的應用

現(xiàn)代礦井的深度普遍比較大，因此風壓井的數(shù)量也在不斷的增加，因此需要更高功率的風機來提高礦井的風壓。而風機功率的增加又在一定程度上增加了礦山的能源消耗也影響到了風機自身的穩(wěn)定性，而變頻控制技術在不改變功率的情況下卻可以實現(xiàn)更高效率的風力輸送，因此變頻控制技術可以根據(jù)礦井的實際風量要求，對風機功率進行動態(tài)的調(diào)整，保證工作效果的情況下降低功率。同時通過改造設備的逆變器還可以實現(xiàn)設備的軟啟動，并可以對啟動的電流進行調(diào)整，避免過大的啟動電流對風機造成損傷，延長風機的使用壽命。通過變頻控制技術的使用風機可以保持在一個較低的功率運行，在需要大功率時候也能進行及時的響應，提高了風機運行的穩(wěn)定性，并可以減少檢修的頻率。

3 總結(jié)

降低采礦行業(yè)的能源消耗，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，而變頻技術在礦山機電設備中的應用還仍然屬于起步階段，有很多不成熟的地方。因此需要在礦機的機電設備中積極的利用變頻技術，并在實際的工作中對技術不斷的進行優(yōu)化調(diào)整。

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[3]施毅.變頻控制技術在礦山機電設備中的應用[J].通訊世界，2016（05）：255-256.

作者簡介：

翟志剛（1990- ），漢族，男，山西昔陽人，本科，現(xiàn)工作于陽泉煤業(yè)（集團）有限責任公司一礦，研究方向：主要從事采礦工作。