變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦井下機(jī)電設(shè)備中的運(yùn)用

鐘升

摘? ?要：煤炭開采公司在開采煤炭資源時(shí)需要應(yīng)用各類的機(jī)電設(shè)備，煤炭在國(guó)內(nèi)的能源結(jié)構(gòu)中占有較大的比例，并且煤炭也是國(guó)內(nèi)火力發(fā)電的重要資源。此外，煤炭在國(guó)內(nèi)的鋼鐵行業(yè)、電力行業(yè)和化工行業(yè)內(nèi)部，煤炭資源都有廣泛的應(yīng)用，因此如何去提高煤炭開采的效率，來為社會(huì)提供穩(wěn)定的煤炭資源供應(yīng)，是煤炭開采公司需要思考的問題。

關(guān)鍵詞：變頻節(jié)能技術(shù)? 煤礦井? 機(jī)電設(shè)備

中圖分類號(hào)：TU85? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）06（c）-0014-02

煤炭開采公司在開采煤炭資源時(shí)需要應(yīng)用各類的機(jī)電設(shè)備，才能夠?qū)⒌V井內(nèi)部的煤炭運(yùn)輸?shù)骄猓瑧?yīng)用現(xiàn)代化、自動(dòng)化、智能化的設(shè)備，可以提高井下煤礦開采的質(zhì)量和效率。并且煤礦開采公司將變頻節(jié)能技術(shù)運(yùn)用到設(shè)備內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的智能化管控，機(jī)電變頻技術(shù)應(yīng)用于設(shè)備內(nèi)部，可以減少機(jī)電設(shè)備的電能消耗。通過調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)，將變頻的智能技術(shù)應(yīng)用到設(shè)備內(nèi)部，可以降低設(shè)備約40%左右的電力能源消耗，變頻技術(shù)還可以緩解對(duì)機(jī)電設(shè)備啟動(dòng)時(shí)形成沖擊，減少設(shè)備啟動(dòng)時(shí)給設(shè)備帶來的損傷，以延長(zhǎng)機(jī)電設(shè)備使用時(shí)間。

1? 變頻技術(shù)的概述

煤炭開采公司通過使用變頻節(jié)能技術(shù)來加強(qiáng)對(duì)礦井下部機(jī)電設(shè)備的控制，提高機(jī)電設(shè)施設(shè)備運(yùn)行的安全性，來保障煤礦生產(chǎn)作業(yè)的安全。隨著國(guó)內(nèi)電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻技術(shù)也有了一定的提升，將變頻技術(shù)應(yīng)用到礦井下方機(jī)電設(shè)施設(shè)備內(nèi)，提高設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行效率，以及提升設(shè)備的運(yùn)行安全性。在煤礦開采領(lǐng)域內(nèi)部，部分煤礦公司通過構(gòu)建一個(gè)復(fù)雜而系統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)，來提高煤炭開采的效率。在這個(gè)機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)，會(huì)有大量的機(jī)電設(shè)施、機(jī)電器材，這些機(jī)電設(shè)備的安全運(yùn)營(yíng)直接會(huì)影響到井下煤炭開采作業(yè)的安全性，以及影響到煤炭資源開采的效率。而當(dāng)前的變頻技術(shù)是一種現(xiàn)代化自動(dòng)控制技術(shù)，各種控制技術(shù)可以提升機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的效率，并減少機(jī)電設(shè)備的能量損耗，以實(shí)現(xiàn)節(jié)約開采煤炭地目的。變頻技術(shù)的機(jī)電設(shè)備相比傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備來講，變頻技術(shù)會(huì)改變?cè)O(shè)備內(nèi)部的頻率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的轉(zhuǎn)換控制。并且變頻技術(shù)可以結(jié)合機(jī)電設(shè)備的具體運(yùn)行狀況，來調(diào)節(jié)設(shè)備內(nèi)部交流電的頻率，以最大限度地降低電能的損耗，提升電力能源的利用效率。因而，變頻技術(shù)改變了傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行模式和設(shè)計(jì)方式，并且部分變頻機(jī)電設(shè)備會(huì)使用壓頻比的控制方法，適量控制的機(jī)制來實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備內(nèi)接觸點(diǎn)的控制，進(jìn)而提升了設(shè)備的運(yùn)行效率。將變頻技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電設(shè)備內(nèi)部，可以提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，也可以將機(jī)電設(shè)備所使用的固有頻率轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣黝l率和交流電壓，進(jìn)而加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的控制[1]。

2? 機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的問題分析

煤炭開采公司給煤礦井下購(gòu)置機(jī)電設(shè)備，煤礦的開采人員通過構(gòu)建成套的機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)，來提升各設(shè)備之間的協(xié)作性，以推動(dòng)煤礦資源的正常開采。由于設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)經(jīng)常產(chǎn)生一些設(shè)備內(nèi)部零部件老化，以及機(jī)電設(shè)備的安全性下降的不良問題。這些設(shè)備老化經(jīng)常會(huì)發(fā)生在一些老礦井內(nèi)部，當(dāng)機(jī)電設(shè)備老化時(shí)，就會(huì)增加電力的消耗。煤炭開采公司要提高礦井內(nèi)部機(jī)電設(shè)備安全運(yùn)行能力，并減少設(shè)備的電能消耗，積極地將先進(jìn)的變頻技術(shù)運(yùn)用到設(shè)備，來推動(dòng)機(jī)電設(shè)施設(shè)備的自動(dòng)化控制[2]。

3? 變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用研究

3.1 應(yīng)用于提升機(jī)中

提升機(jī)是煤礦開采作業(yè)業(yè)中的一個(gè)重要機(jī)電設(shè)備，提升機(jī)有TD160、TD250、TD315的型號(hào)，在開采煤炭資源時(shí)，開采公司使用傳統(tǒng)的提升機(jī)設(shè)備，通常會(huì)應(yīng)用接觸電阻，來實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)內(nèi)部速度的調(diào)整。但是這種金屬電阻的調(diào)速方法，無法對(duì)提升機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制和調(diào)節(jié)，金屬電阻的調(diào)速方式會(huì)產(chǎn)生較大的能源消耗，給提升機(jī)運(yùn)行帶來較多的安全風(fēng)險(xiǎn)。將變頻技術(shù)應(yīng)用于提升機(jī)的設(shè)備設(shè)計(jì)制造當(dāng)中，會(huì)提高提升機(jī)設(shè)備的信息化水平，并且有利于加強(qiáng)對(duì)于提升機(jī)運(yùn)行速度的控制，減少提升機(jī)能源的消耗。將變頻技術(shù)應(yīng)用于提升機(jī)的調(diào)速中，可以控制提升機(jī)設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行，以及提高設(shè)備的安全運(yùn)行。并且變頻技術(shù)還可以設(shè)置提升機(jī)參數(shù)，將數(shù)據(jù)信息傳輸給設(shè)備的管理人員和維修人員，以便維修人員可以在提升機(jī)發(fā)生故障時(shí)，精確地定位到故障的位置，開展及時(shí)維修，減少由于提升機(jī)的故障，可以減少約14%的設(shè)備故障，可提升18%的工作效率，也可避免影響了煤炭作業(yè)的開采。

3.2 應(yīng)用于采煤機(jī)中

在煤炭開采當(dāng)中，尤其是在開展煤礦井下的煤炭開采作業(yè)時(shí)，部分煤炭開采公司會(huì)通過建立采煤系統(tǒng)，來將大量的煤炭資源傳輸?shù)骄?。此時(shí)，煤炭公司會(huì)建立一個(gè)架線式采煤機(jī)（MG210/485-WD、MG500/1202-WD），采煤機(jī)內(nèi)部有直流的電動(dòng)機(jī)，但是直流電動(dòng)機(jī)自身的功力小，內(nèi)部構(gòu)造較為復(fù)雜，同時(shí)也在運(yùn)行期間容易產(chǎn)生故障問題。國(guó)內(nèi)部分煤炭開采公司在井下開展作業(yè)時(shí)，會(huì)使用觸頭的電阻，來有效地調(diào)節(jié)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。通過觸頭電阻，來調(diào)整直流機(jī)內(nèi)部的電流，來控制轉(zhuǎn)速的速度，但是這種觸頭電阻的調(diào)整方式產(chǎn)生的電能消耗過大，因此，采煤公司就要用變頻節(jié)能的技術(shù)，來優(yōu)化調(diào)整采煤機(jī)設(shè)備，以及控制采煤輸送系統(tǒng)中的發(fā)電裝置。煤炭開采公司可以應(yīng)用三相異步交流鼠籠式的電動(dòng)機(jī)，來作為采煤系統(tǒng)中的動(dòng)力設(shè)備，并將變頻技術(shù)引入到動(dòng)力設(shè)備的設(shè)計(jì)制造中，來科學(xué)地調(diào)整采媒機(jī)的轉(zhuǎn)速。但是國(guó)內(nèi)大多數(shù)的，牽引式的采煤機(jī)運(yùn)行的功率都會(huì)達(dá)到300kW，此時(shí)采煤機(jī)內(nèi)部功力設(shè)備內(nèi)部電壓會(huì)達(dá)到460V。采煤機(jī)在額定的功率轉(zhuǎn)速內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤機(jī)恒定轉(zhuǎn)速調(diào)整。并且設(shè)備設(shè)計(jì)人員通過利用節(jié)能技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)兩臺(tái)采煤機(jī)變頻器之間轉(zhuǎn)距平衡的控制，來提升采煤機(jī)設(shè)備的控制能力。在優(yōu)化設(shè)計(jì)采煤牽引機(jī)的變頻節(jié)能控制當(dāng)中，應(yīng)用的四相線的變頻調(diào)速器，來對(duì)采煤機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便可以擴(kuò)大制動(dòng)力矩的調(diào)整范圍，以提高設(shè)備操作便利性和可靠性[3]。

3.3 應(yīng)用于膠帶輸送機(jī)當(dāng)中

煤炭開采公司經(jīng)常會(huì)應(yīng)用膠帶式傳輸送機(jī)來將井下的煤炭運(yùn)輸?shù)降V井外部，膠帶輸送機(jī)對(duì)于煤炭資源的運(yùn)輸起著關(guān)鍵性的作用。但是這種膠帶運(yùn)輸機(jī)的工作機(jī)理與提升機(jī)比較相似，工程設(shè)計(jì)單位通過將節(jié)能變頻節(jié)能的技術(shù)應(yīng)用到膠帶輸送機(jī)的設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)，可以提升膠帶用機(jī)的摩擦力。變頻節(jié)能技術(shù)可以有效地緩解由于膠帶輸送機(jī)啟動(dòng)時(shí)，力度過大，而造成的設(shè)備損壞問題，并且變頻技術(shù)也可以對(duì)電機(jī)內(nèi)部各設(shè)備進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，以減少膠帶脫落問題，而影響煤炭資源的運(yùn)輸作業(yè)。通過應(yīng)用變頻技術(shù)可以有效地抑制輸送機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，由于電流過大、波動(dòng)范圍較大而產(chǎn)生的電沖擊和發(fā)熱問題，這樣會(huì)提高膠帶輸送機(jī)的運(yùn)行效果，并且會(huì)有效地發(fā)揮出輸送機(jī)的使用價(jià)值。同時(shí)，利用變頻的節(jié)能技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送機(jī)內(nèi)部功率的平衡，以及解決變頻機(jī)功率同步的問題。因此，可以看出，通過在膠帶輸送機(jī)的設(shè)計(jì)制造使用環(huán)境中，融入變頻節(jié)能的技術(shù)，可以大幅度地發(fā)揮輸送機(jī)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的效率，可提升輸送機(jī)15%的工作效率，降低8%的運(yùn)輸成本，節(jié)省18%的運(yùn)輸時(shí)間，并且也可以提高輸送機(jī)運(yùn)行的安全性，減少輸送機(jī)的設(shè)備損壞問題的發(fā)生[4]。

4? 結(jié)語

近些年，國(guó)家政府部門加強(qiáng)了對(duì)煤炭資源開采安全的重視，要求煤炭開采公司要提高井下設(shè)備運(yùn)行的安全，來為煤炭開采作業(yè)提供安全的設(shè)施保障。部分煤炭開采公司通過將變頻節(jié)能的技術(shù)運(yùn)用到井下開采作業(yè)中，提高了機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率，以及減少了機(jī)電設(shè)備的電量消耗。

參考文獻(xiàn)

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[2] 趙安偉.變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（19）：89-89.

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