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摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的繁榮，各行各業(yè)的發(fā)展進(jìn)一步提升，煤礦行業(yè)也是如此，規(guī)模越來越大，數(shù)量越來越多。煤炭生產(chǎn)能耗巨大，不僅會增加煤礦行業(yè)的生產(chǎn)成本，而且與我國的可持續(xù)發(fā)展理念也相違背。在這樣的情況下，煤礦行業(yè)想要實(shí)現(xiàn)行穩(wěn)致遠(yuǎn)的關(guān)鍵在于機(jī)電變頻技術(shù)的研究和應(yīng)用。科學(xué)的利用變頻技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約。本文首先概述了變頻技術(shù)，然后對變頻控制技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，最后對機(jī)電變頻技術(shù)的節(jié)能應(yīng)用展開了研究。

關(guān)鍵詞：煤礦；變頻技術(shù)；節(jié)能

1變頻控制技術(shù)概述

1.1變頻技術(shù)原理

變頻技術(shù)能夠?qū)⒅绷麟娹D(zhuǎn)換成不同頻率的交流電，或者將交流電變?yōu)橹绷麟娫俎D(zhuǎn)換成頻率不同的交流電。總之變頻技術(shù)通過改變頻率轉(zhuǎn)換直、交流電，讓相應(yīng)的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到理想的效果。變頻技術(shù)主要是通過變頻器來實(shí)現(xiàn)的，變頻器的組成和作用如表1所示。在煤礦生產(chǎn)作業(yè)時，在機(jī)電設(shè)備的控制線路中加入變頻器，可以有效調(diào)控機(jī)電設(shè)備的頻率。煤礦的生產(chǎn)較為復(fù)雜，會涉及到很多環(huán)節(jié)，不同環(huán)節(jié)作業(yè)需要機(jī)電設(shè)備的負(fù)載有著明顯的差異。如果各個環(huán)節(jié)作業(yè)使用同樣的輸出功率，不僅不會提高作業(yè)效率，同時還會增加能耗。因此，通過變頻器控制和調(diào)節(jié)輸出功率至關(guān)重要。同時，為了提高變頻器工作的穩(wěn)定性，還應(yīng)該安裝相應(yīng)的自動控制開關(guān)以及噪聲消除器等。

1.2變頻控制技術(shù)應(yīng)用價值

變頻控制技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用具有重要意義。第一，有助于能耗的降低。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活質(zhì)量的提升，能源消耗的速度越來越快，煤礦行業(yè)間的競爭激烈程度也日益突出。煤礦行業(yè)想要在市場競爭中行穩(wěn)致遠(yuǎn)，就應(yīng)該進(jìn)一步提高能源供給，在生產(chǎn)作業(yè)中提高效率降低能耗。對于煤礦生產(chǎn)而言，機(jī)電設(shè)備是最能夠消耗能源的，其消耗的電量超過了電力消耗的三分之二。通過將變頻設(shè)備與機(jī)電設(shè)備的融合，可以在很大程度上節(jié)約低電力的消耗。第二，有助于機(jī)電設(shè)備使用的安全性以及年限的延長。在進(jìn)行煤礦的開采作業(yè)時，出現(xiàn)安全事故的主要原因是生產(chǎn)和運(yùn)輸設(shè)備使用不合理造成的。將變頻技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)運(yùn)輸設(shè)備中，可以保證機(jī)電設(shè)備的輸出功率與生產(chǎn)作業(yè)相適應(yīng)，能夠提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低安全事故發(fā)生的概率，同時對于機(jī)電設(shè)備也能夠起到一定的保護(hù)作用，延長機(jī)電設(shè)備的使用年限。

2變頻控制技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行問題

一是設(shè)備的能耗高。在煤礦機(jī)電設(shè)備使用過程中會導(dǎo)致大量的電力消耗，造成電能的浪費(fèi)。很多煤礦企業(yè)缺乏創(chuàng)新，沒有認(rèn)識到機(jī)電設(shè)備的耗能情況，對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化。二是機(jī)電設(shè)備啟停沖擊大。在進(jìn)行煤礦開采時，會用到輸送機(jī)以及提升機(jī)等等，這些設(shè)備需要進(jìn)行啟停，會給機(jī)電設(shè)備帶來一定影響，易引發(fā)安全事故。

2.2變頻技術(shù)融入煤礦機(jī)電設(shè)備現(xiàn)狀

我國有著豐富的煤炭資源，在一定程度上助推了我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。但是在煤礦的開采中，無論是技術(shù)還是設(shè)備，都存在不夠先進(jìn)的問題。這就導(dǎo)致了煤礦開采作業(yè)效率低、安全性差以及能源消耗巨大。近些年來。我國煤礦行業(yè)開始將變頻技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)電設(shè)備中，在很大程度上提高了煤礦開采作業(yè)效率和安全性，同時也大大的節(jié)約了能源，促進(jìn)了煤礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。變頻控制技術(shù)的優(yōu)勢在于可以轉(zhuǎn)變直流電和交流電，同時也能夠改變交流電的固定頻率，讓交流電具有了一定的可變化性。隨著我國科技的進(jìn)步，變頻技術(shù)更是朝著自動化、智能化的方向發(fā)展，使得煤礦機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率大大提升，進(jìn)一步給煤礦作業(yè)提供了便利。

3煤礦變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

3.1在煤礦掘進(jìn)設(shè)備中的應(yīng)用

在煤礦作業(yè)中，掘進(jìn)機(jī)有著重要的作用。對于掘進(jìn)機(jī)而言，其必須具備足夠的驅(qū)動力，才能夠有效地向前掘進(jìn)。同時，掘進(jìn)機(jī)的能耗也是巨大的。掘進(jìn)機(jī)的性能和挖掘隧道的速度息息相關(guān)，煤礦生產(chǎn)效率和電能消耗也有著緊密的聯(lián)系。所以，將變頻技術(shù)應(yīng)用到煤礦的掘進(jìn)設(shè)備中至關(guān)重要。如今，很多煤礦企業(yè)都在掘進(jìn)設(shè)備中加入了變頻裝置，取得了良好的效果。煤礦挖掘環(huán)境較為復(fù)雜，不同區(qū)域地質(zhì)有著明顯的不同，比如巖層、斷面層以及煤層等地質(zhì)條件就有著很大的差別，如果采用同樣的掘進(jìn)功率可能會會對煤層等產(chǎn)生破壞作用。所以，煤礦企業(yè)需要根據(jù)地質(zhì)的不同，選擇不同的挖掘方式。也就是利用變頻技術(shù)對電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，讓掘進(jìn)設(shè)備的工作方式更加合理。比如在進(jìn)行切割的過程中，進(jìn)行變頻控制，可以讓切割機(jī)根據(jù)位置來分配電流，完成切割，讓切割機(jī)處于穩(wěn)定作業(yè)的狀態(tài)，也不會對周圍造成破壞。此外，應(yīng)用變頻控制技術(shù)，還可以有效調(diào)節(jié)機(jī)電設(shè)備的速度，結(jié)合不同的硬度，設(shè)計掘進(jìn)機(jī)的方向和速度，讓其能夠高效的完成掘進(jìn)作業(yè)，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)能耗的降低。目前，在煤礦作業(yè)中，變頻器實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步的優(yōu)化，變頻電壓已經(jīng)能夠達(dá)到380V，速度不變的情況下，掘進(jìn)機(jī)不會產(chǎn)生卡頓等情況，相關(guān)人員可以更加靈活的操控掘進(jìn)設(shè)備。

3.2在煤礦井下皮帶機(jī)上的應(yīng)用

在礦井作業(yè)中，需要將將井下的物料提升上來，這就需要用到皮帶提升機(jī)。提升機(jī)工作需要反復(fù)上下進(jìn)行，期間會經(jīng)歷多次的啟停[1]。在工作過程中阻力也較大，會產(chǎn)生一定的熱量，能耗較高。在大部分的提升機(jī)上都會利用金屬電阻，控制提升機(jī)的轉(zhuǎn)速。但是這種方式的起升的時間較長，具有較強(qiáng)的危險性，同時對于能耗的降低作用并不明顯。所以，需要在在提升機(jī)控制線路中安裝變頻裝置，可以使用四象限變頻調(diào)速系統(tǒng)。通過變頻調(diào)速，可以結(jié)合負(fù)荷和阻力對提升機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效控制，能夠在很大程度上提高提升機(jī)的作業(yè)效率。目前，煤礦生產(chǎn)中新研制了一種風(fēng)力專用變頻設(shè)備，進(jìn)一步優(yōu)化了調(diào)節(jié)精度，降低了能耗。礦井提升機(jī)對于煤礦的開采有著關(guān)鍵作用，能夠保障作業(yè)人員的安全。傳統(tǒng)的礦井提升機(jī)轉(zhuǎn)速由金屬電阻控制，安全性能較低。自從礦井提升機(jī)使用了變頻裝置后，傳統(tǒng)提升機(jī)存在的問題都在很大程度上實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，便利了作業(yè)人員的開采工作。

3.3在煤礦皮帶輸送機(jī)上的應(yīng)用

在煤礦生產(chǎn)過程中，皮帶輸送機(jī)起到的作用是傳輸物料[2]。想要讓皮帶轉(zhuǎn)動，需要一定的張力，讓皮帶可以穩(wěn)定的運(yùn)行。運(yùn)輸機(jī)主要依靠摩擦力實(shí)現(xiàn)驅(qū)動。但是在摩擦的過程中會生產(chǎn)較多的熱量，這會對皮帶造成一定損傷，減少皮帶傳輸機(jī)的使用年限，也會影響到傳輸機(jī)的運(yùn)行效率。針對這種情況，可以利用變頻技術(shù)解決。變頻技術(shù)可以針對于傳輸設(shè)備上的物料的數(shù)量和重量，進(jìn)行頻率的調(diào)控。這樣可以優(yōu)化傳輸機(jī)的運(yùn)行過程，同時能夠有效調(diào)整轉(zhuǎn)矩，在電機(jī)啟動時，電流的干擾作用會大大降低。將變頻技術(shù)應(yīng)用到皮帶傳輸機(jī)上，解決了傳輸機(jī)熱量過大的問題，提高了傳輸效率，同時也實(shí)現(xiàn)了能源的節(jié)約。該技術(shù)在傳輸機(jī)上的應(yīng)用原理和提升機(jī)類似。在系統(tǒng)的皮帶傳輸機(jī)中，使用的基本上都是液力聯(lián)軸器。液力聯(lián)軸器的顯著優(yōu)勢是啟動和運(yùn)輸都較為平穩(wěn)，但是使用時間增加，摩擦力一直處于較大的狀態(tài)，皮帶斷裂等情況經(jīng)常發(fā)生，容易損壞設(shè)備，甚至帶來安全問題。但是將變頻技術(shù)和傳輸設(shè)備的結(jié)合，改變了啟動電流波動，解決了發(fā)熱嚴(yán)重的問題，讓傳輸機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高效的傳輸，可以在一定程度上延長設(shè)備的使用年限。

3.4在煤礦智能控制通風(fēng)系統(tǒng)中應(yīng)用

在進(jìn)行煤礦作業(yè)時，必須保證通風(fēng)的順暢，否則會給作業(yè)人員帶來生命安全問題。變頻控制技術(shù)在通風(fēng)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用也較為廣泛。在實(shí)際煤礦的生產(chǎn)中，煤礦企業(yè)需要結(jié)合礦井的實(shí)際情況以及作業(yè)人員數(shù)量等設(shè)置通風(fēng)機(jī)的數(shù)量，保證通風(fēng)的合理，讓通風(fēng)機(jī)的功能可以充分的發(fā)揮。通風(fēng)機(jī)也十分耗能，煤礦作業(yè)的深度越深，需要的通風(fēng)機(jī)數(shù)量就越多，并且必須保證通風(fēng)機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以能耗會越來越大。想要降低能耗，就應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，對通風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)控。將變頻技術(shù)應(yīng)用到通風(fēng)機(jī)上，可以對通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行穩(wěn)定的調(diào)節(jié)，無需改變通風(fēng)機(jī)的型號。根據(jù)礦井中需要的空氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以大大節(jié)約能源。根據(jù)調(diào)查顯示，在利用了變頻技術(shù)后，通風(fēng)機(jī)的能耗節(jié)約了近一半。在應(yīng)用變頻控制技術(shù)的過程中，也在不斷的對技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。使得通風(fēng)機(jī)與掘進(jìn)工作更加適應(yīng)，可以在保證能源節(jié)約的同時，讓礦井作業(yè)人員更加舒適。

3.5在煤礦故障檢測中的應(yīng)用

煤礦開采作業(yè)具有一定的危險性，開采的環(huán)境復(fù)雜，容易發(fā)生各種各樣的事故。想要保證安全的進(jìn)行煤礦的開采，作業(yè)過程中必須有故障檢測設(shè)備。故障檢測設(shè)備可以全面的收集礦井中的信息，并進(jìn)行科學(xué)的分析，以此來檢測出煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中可能存在的問題，及時的進(jìn)行調(diào)整處理，降低事故發(fā)生的概率。可以在故障檢測中應(yīng)用變頻控制系統(tǒng)，能夠結(jié)合實(shí)際情況，對礦井中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，科學(xué)的設(shè)計出檢測的方案，及時的發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行煤礦生產(chǎn)作業(yè)中的各種問題。同時可以根據(jù)檢測的信息，制定出煤礦開采計劃，提高開采的效率。總之，變頻故障檢測設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對安全隱患的監(jiān)測，讓煤礦作業(yè)安全性進(jìn)一步提升。

3.6在煤礦井下水泵中的應(yīng)用

在礦井挖掘的過程中，會存在地下水，需要對地下水進(jìn)行排水處理。井下水泵的作用就是排水。井下的出水情況難以預(yù)知，所以需要對水泵進(jìn)行調(diào)節(jié)才能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能的作用。因此，可以將變頻控制技術(shù)應(yīng)用到井下水泵中，這樣就可以根據(jù)水量，進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)排水的同時，可以在一定程度上節(jié)約能源。

3.7在煤礦采煤機(jī)中的應(yīng)用

采煤機(jī)對于煤礦開采作業(yè)有著舉足輕重的作用，如果采煤機(jī)出現(xiàn)問題，會導(dǎo)致整個煤礦開采作業(yè)的停滯。為避免采煤機(jī)在煤礦開采中出現(xiàn)故障，可以引入變頻控制技術(shù)。采煤機(jī)發(fā)生故障的主要原因有兩個。一是采煤機(jī)不能夠勻速運(yùn)行，二是采煤機(jī)容易出現(xiàn)下滑跑車的情況。利用變頻控制技術(shù)，可以實(shí)時的對采煤機(jī)進(jìn)行自動控制和調(diào)節(jié)，保證設(shè)備能夠勻速的進(jìn)行，降低出現(xiàn)故障的可能性。同時，在采煤機(jī)中應(yīng)用變頻技術(shù)，可以大大的優(yōu)化系統(tǒng)，提高采煤機(jī)的工作效率。

4煤礦機(jī)電變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用準(zhǔn)備

（1）要制定合理的管理制度。明確各個崗位的工作內(nèi)容和要求，讓煤礦作業(yè)人員能夠各司其職，合理的應(yīng)用變頻技術(shù)完成采礦作業(yè)。（2）對作業(yè)人員進(jìn)行培訓(xùn)。煤礦作業(yè)人員需要了解變頻技術(shù)的作用以及調(diào)節(jié)方式。所以，煤礦企業(yè)應(yīng)該在作業(yè)開展前，對作業(yè)人員進(jìn)行培訓(xùn)，讓作業(yè)人員能夠掌握相關(guān)的技。同時還要提高作業(yè)人員的安全意識和責(zé)任意識，保證煤礦作業(yè)可以順利進(jìn)行。（3）應(yīng)該加強(qiáng)監(jiān)管。在煤礦開采前，應(yīng)該對使用的設(shè)備等進(jìn)行嚴(yán)格的檢測，保證設(shè)備沒有問題，可以穩(wěn)定運(yùn)行。在開采作業(yè)中，也應(yīng)該加強(qiáng)監(jiān)督，保證作業(yè)人員能夠規(guī)范作業(yè)。

5結(jié)語

綜上所述，在新時代，傳統(tǒng)的煤礦機(jī)電設(shè)備能耗巨大，與我國可持續(xù)發(fā)展理念不符。所以煤礦企業(yè)應(yīng)該重視對變頻控制技術(shù)的利用，通過變頻控制來實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約和效率的提升。煤礦企業(yè)可以將變頻控制技術(shù)應(yīng)用在礦井提升機(jī)、傳輸機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、采煤機(jī)、地下水泵、通風(fēng)機(jī)、故障檢測系統(tǒng)中應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)良好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]何廣亮.變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2021(11):146-147.

[2]韓少勇.變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用[J].化工管理，2021(10):119-120.

作者:楊建軍 單位:山西石港煤業(yè)有限責(zé)任公司