煤礦機電設備變頻節能技術的發展與應用

司大為

摘 要：煤礦機電設備變頻節能技術的應用是煤礦開采、生產上的巨大進步，其使用能很好的調節煤礦機電設備運行的啟動、速度等，使其運行更為安全、可靠、穩定。對于變頻節能技術應用的討論和研究，將促進煤礦行業開采、生產等方面的巨大進步。

關鍵詞：煤礦機電設備；變頻節能技術；發展；應用

引言

變頻節能技術被廣泛的應用與礦山、電力、機械化生產等方面，對于節省能源、提高生產效率有積極的意義，隨著變頻節能技術在煤礦機電設備上應用研究的進步，我國的煤礦開采技術有很大的發展，不僅有效的降低了礦產資源的開采成本，還提高了設備系統的安全性、穩定性，這一技術的應用不僅是現在，即使將來也會是煤礦機電設備研究的核心內容之一。

1煤礦機電設備變頻節能技術的發展

1.1機電設備變頻節能技術的發展

在上世紀七十年代初，變頻節能技術得到了應用和推廣，這一時期，很多工業化程度高的國家都對這一技術進行了開發和應用，但這一時期變頻節能技術的研究剛剛起步，其應用中還存在較多的問題。進入九十年代后，很多發展中國家也開始重視對變頻節能技術的應用，特別是在煤礦開采、電力生產等方面的應用較為廣泛，這一時期，變頻節能技術的發展仍不成熟，但其在生產活動中的節能效果是非常明顯的，這一優勢引起了全世界對其的關注，各國都開始進行對其更深入的研究。在九十年代前期，變頻節能技術主要是基于晶閘管（SCR）發展起來的，在使用過程中普遍存在功率因數低、諧波成分大等缺點。隨著世界各國對變頻節能技術研究的深入，到九十年代后期，功率因數低、諧波成分大等缺點已基本解決，基于晶體管和晶閘管的變頻節能技術應用研究得到了很大發展，這一時期變頻節能技術在機電設備中應用的最大問題就是集成化、自動化不足，速度調節的可靠性、方便性還有待增強。進入本世紀后，變頻節能技術的發展極為迅速，加之信息科技的發展，變頻節能技術的應用已基本實現了自動化、智能化，操作者可對其進行遠程操作，且該項技術應用的理論、實踐技術均已成熟，變頻節能技術逐漸的成為煤礦開采的重要應用技術，即便是一些規模較小的煤礦，也較為重視對變頻節能技術的應用，這無疑推動了變頻節能技術應用的進一步發展。

1.2機電設備變頻節能技術的應用原理

變頻節能技術的應用原理很簡單，它就是一種通過有效的控制電壓達到有效控制機電設備工作頻率的技術，其應用能夠有效的節省能源，提高生產效率。概括的講，變頻節能技術就是一種將高壓交流電變成直流電，再將直流電變成適合機電設備應用的交流電電源，這一過程可以給機電設備提供最適當電能源，帶動機電設備有效、安全、穩定工作。當前變頻節能技術主要應用電力半導體的特點來控制電壓，功率交流電在一定情況下不會發生改變，電壓則會隨著半導體的通斷改變，使電能源成為頻率可變的交流電源，進而控制機電設備的應用。煤礦機電的耗電量都很大，如礦井升降機、空壓機等，其負荷的變化很大，且較為頻繁，這些設備的耗電量也很大，如不能改變其功率，則會造成電能的大量浪費，在應用變頻節能技術后，能有效的控制其速度的快、慢，機電設備運行的開、關，不僅能夠節省能源、提高效率，其與遠程遙控技術的配合應用還提高了煤礦機電設備運行的安全性，對于促進煤礦業的發展有積極意義。

2變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用

2.1機電設備變頻節能技術的應用現狀

煤礦機電設備變頻節能技術的應用優勢很明顯，第一，變頻節能技術的應用可以大幅度的降低煤礦機電設備的耗電量，避免了機電設備運行對電能的浪費。一方面，變頻節能技術能夠通過控制供給機電設備的交流電電壓而控制其耗電量，使煤礦機電設備的負荷能夠與耗電量一致，不會出現空載與負荷量大的情況下同等的用電量的現象，這就大大的節省了電能，例如，變頻節能技術在煤礦膠帶運輸機和電鏟中的應用，可有效的建設機電設備運行中的發熱損耗，有效的解決了機械系統與電氣系統的沖擊問題，通過控制機電設備的啟動和速度快慢提高了機電設備運行的效益，延長了機電設備的壽命。第二，變頻技術的應用可使煤礦機電設備節省大量的能源，間接的提高了煤礦運營的效率。例如，礦井提升機、空壓機等設備的耗電量大，通過應用變頻節能技術而降低機電設備的耗電量，就能達到很好的節省能源的目的，且節能效果顯著。第三，變頻節能技術的應有簡化了機電設備的操作程序、有效的保護了機電設備的使用，延長了煤礦機電設備應用的壽命，為煤礦節省了巨大的設備成本。例如，變頻技術在膠帶運輸機與電鏟中的應用，很好的緩解了機械系統與電氣系統的沖擊問題，有效的保護了機電設備，延長了其使用壽命。又如，變頻技術在采煤機上的應用，有效的控制了機器滑行的速度，降低了機器下滑跑車等問題的發生率，提高了機電設備操作的可靠性，同時，變頻技術的應用使采煤機操作變得簡單、靈活，方便了操作人員的操作，大大的提高了工作效率。再如，變頻節能技術在提升機中的應用，實現了煤礦機電設備的遠程操作，使煤礦的開采更加智能化，且全數字化的控制技術使提升機的控制非常精確、可靠，專門為其設計的軟件還有很好的兼容性，這一技術的開發很大程度上優化了煤礦機電設備的運行系統，提高了煤礦的開采效率和效益。

2.2機電設備變頻節能技術的應用發展

變頻節能技術在煤礦機電設備中應用的巨大優勢，使世界各國都投入了大量的人力、物力對其進行研究，變頻節能技術的發展也證明了其研究的效果。在控制理論方面電壓控頻方式的改進和優化，使其對于機電設備的控制更為可靠、安全、精準和智能化，提高了煤礦機電設備的控制效果。在器件功率方面，三項橋式逆變器的應用成功，再到智能功率模塊的研究成功，使變頻節能技術在煤礦機電設備上的應用更為成熟，促進了煤礦產業的發展和綜合技術水平的提升。在調節運轉系統方面，變頻節能技術的應用也有很大的發展，智能化、高性能的調節轉速功能實現了煤礦機電設備運行的精準、安全、可靠，數字化的信號傳輸、接受功能，使操作人員的指令能夠準確無誤的傳遞出去，提高了機電設備對操作人員命令的執行效率。此外，變頻節能技術的應用提高了煤礦機電設備的綜合性能，隨著對這一技術應用研究的深入，煤礦機電設備的綜合性能也越來越高，智能化的操作為煤礦產業帶來了更多的發展機遇。

3結語

綜上所述，煤礦機電設備變頻技術的發展非常迅速，特別是上世紀九十年代后期，其發展的速度也證明了之一技術應用的領先性，可靠性。當前，我國煤礦變頻技術的應用已走到了世界的前沿，這將是提高我國煤炭產業綜合效益的良好開端，積極的對其在煤礦機電設備中的應用進行進一的探索和研究，一定能夠使煤礦機電設備的運行更為安全、可靠、方便，也為我國煤礦行業的發展開辟了新的道路。

參考文獻

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