電機設備當中引入變頻節(jié)能技術的研究

摘 要：現(xiàn)階段，在工業(yè)生產(chǎn)過程中所用的電機設備逐漸增多，為滿足企業(yè)機械化發(fā)展要求，變頻技術的應用也隨之增多。變頻技術應用于礦山電機設備中，不僅能讓電機以高效率方式靈活運轉(zhuǎn)，還能降低電機設備能源消耗，對節(jié)約能耗起到重要作用。文章通過對變頻節(jié)能技術進行簡單介紹，指出當下變頻節(jié)能技術在電機設備應用中現(xiàn)存問題及問題解決對策，并對變頻技術具體應用進行詳細研究。

關鍵詞：電機設備;變頻;節(jié)能技術

我國是淺層地表礦產(chǎn)資源豐富的大國，礦山資源影響著我國經(jīng)濟發(fā)展狀況。在礦山開采技術方面，始終存在開采效率及安全性不高、開采過程中耗電嚴重問題有待解決，為避免礦山資源浪費嚴重現(xiàn)象持續(xù)發(fā)生，我國開采技術上逐步向機械化方向發(fā)展，并在此基礎上引進先進技術，對礦山設備進行統(tǒng)一規(guī)劃與管理，致力于讓采礦生產(chǎn)水平與經(jīng)濟化發(fā)展水平持平，讓采礦產(chǎn)業(yè)走上高效、節(jié)能、環(huán)保型發(fā)展方向。

1 變頻節(jié)能技術原理、內(nèi)容及種類

1.1 變頻節(jié)能技術工作原理

變頻節(jié)能技術是對設備運行過程中交流電頻率靈活進行改變，保證設備穩(wěn)定運行的一項技術。變頻技術應用，加強設備可操作性，對生產(chǎn)效率提高起到了關鍵作用。當下，變頻技術融合信息、網(wǎng)絡及自動化技術，使生產(chǎn)過程更加具備人性化特點。變頻技術通過對交流電進行控制，根據(jù)生產(chǎn)需要對設備速度進行調(diào)控，通過逆變器使用，對電流和電壓進行切換和調(diào)節(jié)，根據(jù)生產(chǎn)所需要操作速度進行調(diào)節(jié)，達到無極變速效果。變頻技術最大特點就是能夠根據(jù)生產(chǎn)需要對電機設備固定參數(shù)進行轉(zhuǎn)換，減少電機運行過程中能耗，在節(jié)約成本同時增強生產(chǎn)效率。變頻技術在應用過程中優(yōu)化升級，現(xiàn)如今變頻技術與人工神經(jīng)網(wǎng)相結合，促使生產(chǎn)過程向更加規(guī)范化方向發(fā)展[1]。

1.2 變頻節(jié)能技術中變頻器內(nèi)容

變頻節(jié)能技術當中所用的變頻器，其作用是對主頻電源進行轉(zhuǎn)變，通過半導體原件將主頻電源轉(zhuǎn)頻率轉(zhuǎn)變。半導體導電性能可以通過人為進行控制，電阻力隨著溫度升高而變小，反之，電阻力隨著溫度降低而升高。變頻器對電壓和交流電進行逆轉(zhuǎn)步驟可分為以下兩個步驟：①將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?②將轉(zhuǎn)換過后的直流電進行逆轉(zhuǎn)，即將直流電轉(zhuǎn)換成單流電。變頻器在逆轉(zhuǎn)過程中，會對頻率、電壓進行改變，降低電機運行曲線，達到降低電能效果。

1.3 變頻節(jié)能技術中變頻器種類

變頻器主要可以分成三個類型：①電壓型變頻器：此種類型變頻器在直流環(huán)節(jié)當中增加了電容元件，限制四項運動，應用比較麻煩，設計中缺少制動器以及正弦濾波器，但是該變頻器干擾比較小;②電流型變頻器：該類型變頻器電機制動效果比較好，但是此類變頻器內(nèi)部結構較為復雜，換流時必須通過逆變橋強行進行換流，電流調(diào)整不方便，維修時還會對設備造成干擾;③高低高變頻器：此類變頻器主要是對電壓和頻率進行升降壓控制，在運行過程中需要增加升降壓變壓器，方可使用[2]。

2 電機設備中引入變頻節(jié)能技術問題及改進措施

2.1 變頻節(jié)能技術在礦山電機中問題

變頻技術隨著數(shù)字化智能技術發(fā)展不斷進行優(yōu)化和升級。當下，變頻技術自動化程度不斷加深，智能化不斷加強，已經(jīng)被廣泛應用于采礦電機設備當中。我國在采礦電機設備當中應用變頻技術時間較晚，變頻技術應用還未達到成熟狀態(tài)，因此，存在很多問題有待解決。主要問題有以下三點。①變頻技術節(jié)能水平不高，相關部門監(jiān)管力度落實不到位，導致礦山電機設備運行過程中缺少專業(yè)技術人員進行監(jiān)管，發(fā)現(xiàn)設備故障不及時，致使設備不能夠正常運行;②變頻技術應用缺少規(guī)范化管控制度，未能將電機設備以及變頻技術負責人員責任進行劃分，導致職權不清晰，對設備節(jié)省能耗效果缺少保障;③電機設備應用變頻技術自動化程度不高，需要工作人員進行操作的工序經(jīng)常出現(xiàn)失誤情況，不利于設備正常工作，對設備工作效率產(chǎn)生很多不良影響[3]。

2.2 變頻節(jié)能技術礦山電機問題解決措施

針對礦山電機設備當中存在問題，要根據(jù)具體情況落實相關解決措施。首先要將機電設備管理制度進行完善處理，制定一套符合礦山電機運行的，具備科學性管理制度，將變頻技術進行運用，保證達到降低能耗效果。在具體制度完善過程中，要先對相關工作人員職責進行明確化處理，并加強礦山電機設備運行相關監(jiān)管制度。其次，加強技術人員巡邏管理，增加對礦山電機設備定期檢查和不定期抽查，并將相關記錄做好并歸檔，確保數(shù)據(jù)準確性并及對數(shù)據(jù)進行核對。最后，要將更加先進技術引入到變頻節(jié)能技術當中，并不斷度該項技術進行升級和創(chuàng)新，保證變頻技術自動化程度滿足生產(chǎn)技術要求。在發(fā)現(xiàn)問題中及時進行問題解決，才能夠保證行業(yè)當中始終擁有新鮮血液運行[4]。

3 電機設備中引入變頻節(jié)能技術具體應用研究

3.1 采煤機引入變頻節(jié)能技術研究

采煤機是集機械、液壓、電氣為一體進行礦山開采的關鍵設備，具有組織結構復雜龐大特點。礦井工作環(huán)境比較差，會導致設備故障頻發(fā)，帶來較大經(jīng)濟損失，應用采煤機進行礦山開采使得工作效率大大提升，但是開采過程中會消耗大量的電能，導致開采成本大幅度增加。為避免該種現(xiàn)象持續(xù)發(fā)生，在采礦機械當中應用變頻節(jié)能技術，采礦機械智能化增強，礦山開采過程中設備故障發(fā)生頻率明顯下降，并降低開采成本。運用變頻節(jié)能技術時，將電壓和頻率調(diào)整到采煤機所能適應的頻率，達到節(jié)能降本最終效果。

3.2 帶式輸送機引入變頻節(jié)能技術研究

帶式輸送機工作是受摩擦力驅(qū)動，將礦井之下的所采出的礦運輸?shù)骄?。在運輸過程中會有大量電能直接轉(zhuǎn)化成內(nèi)能消耗殆盡，造成電能嚴重損耗。變頻技能技術的應用，能夠?qū)⒍嘤嚯娏鬟M行逆變傳輸，達到節(jié)能效果，變頻技術應用還能降低熱能產(chǎn)生，保證輸送機正常運行，延長輸送機壽命，提升運輸工作效率[5]。

3.3 風機引入變頻節(jié)能技術研究

傳統(tǒng)風機在使用過程中使用方法較為復雜，不僅能源消耗大，使用時還要投入大量人力資源，造成浪費人力增加成本現(xiàn)象。風機長時間投入使用，還有可因風機疲勞工作導致風機故障。將風機與變頻節(jié)能技術相結合，調(diào)整風機頻率，使風機達到最好通風效果，并保持風機運行穩(wěn)定性，安全性，不僅改變風機性能，還減少人員配備，有效提高風機通風效果。

3.4 提升機引入變頻節(jié)能技術研究

礦井提升機由早期提水工具演變而來的大型絞車，與變頻技術相結合之后形成具備機械化以及自動化設備，利用電機產(chǎn)生電能進行驅(qū)動，未應用變頻技術之前耗電量巨大，應用過后可以對設備電流、轉(zhuǎn)速進行自由調(diào)節(jié)，降低能耗。除此之外，變頻技術與先進技術的結合，還具備濾波、過載保護以及檢測等多種功能，節(jié)省能耗同時，延長提升機使用年限年，提升工作質(zhì)量。

4 結束語

現(xiàn)階段，采礦行業(yè)要隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，通過優(yōu)化技術，不斷提升替身行業(yè)競爭能力。變頻技術在采礦電機當中應用，不僅解決了我國能源消耗問題，還使礦山開采技術進一步加強，使得礦山開采告別原有粗獷的開采方式，實現(xiàn)精細化機械技術開采，對資源保護起到促進作用，達到一定環(huán)保效果，為礦山開采行業(yè)健康發(fā)展打下堅實基礎。

參考文獻：

[1]田樹河.試論變頻技術在煤礦機電設備中的應用[J].中國新技術新產(chǎn)品，2017（12）52-53.

[2]李俊文.煤礦機電設備變頻節(jié)能技術的應用探討[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2019（01）34-35.

[3]于繼圖.煤礦機電設備中變頻節(jié)能技術的探討[J].通信電源技術，2018，35（12）220-221.

[4]劉杰.變頻節(jié)能技術在煤礦機電設備中的應用[J].陜西煤炭，2019，38（02）177-178+182.

[5]張立文.變頻節(jié)能技術在煤礦機電設備的應用探析[J].中國設備工程，2017（24）213-215.

作者簡介：

郭俊偉，機電助理工程師，主要從事煤礦機電安全生產(chǎn)管理工作。