李矿山

摘要：节能增效是煤矿生产作业的重要要求，而变频节能控制技术的应用能够显著提高煤矿机电的运行效率，进而达到节能增效的目的。本文在阐释变频节能技术的基础上，分析了其在煤矿机电设备中的应用情况，以期为提高煤矿机电设备运行效率和节约能源提供参考。

关键词：变频节能技术;煤矿;机电设备

煤矿资源是我国经济社会发展的重要能源，随着国有企业改革的深入推进，煤矿企业发展面临前所未有的困境，提质增效成为其摆脱困境的重要途径，但若实现提质增效，就必须利用先进的技术去提高其机电设备运行的效率，以降低能源消耗，进而达到提质增效的目的，这也是实现煤矿企业可持续发展的重要思路。对于煤矿机电设备来说，其运行效率的提高及能耗的降低，必须改进优化机电技术，应用技术手段提高其运行效率和节能效果。本文在阐释变频控制技术的基础上，分析了其在煤矿机电设备中的应用情况，以期为煤矿产业的健康发展提供参考。

1 变频节能控制技术

煤矿机电设备运行的效率直接关系到其能源消耗，提升煤矿机电设备运行效率能够显著降低其电能消耗，从而实现节能增效的目标。而变频技能控制技术作为智能化的频率控制技术，能够有效地提高机电设备的运行效率。这主要是因为，变频节能控制技术中，交流电首先流经半导体，而后再变为其他频率，经有关设备将此交流电转变为直流电，由逆变器控制和调节电压及电流[1]。从而实现煤矿机电设备运行中的无极调速，利用此调速方法可以有效地提高机电设备的运行效率，同时也降低其生产能耗，进而节约能源。

当然，在应用变频节能控制技术的过程中，可以依据煤矿机电设备的工作量更改和调整其工作速度，若其负荷过大，此变频节能控制系统会自动增加速度，若工作负荷降低，则其机电设备的工作速度也降低，通过这种方式可以实现电流频率有效地控制电机的转速，进而对机电设备的运行进行更好的控制，在提高煤矿作业效率的同时，也为煤矿作业的安全性和稳定性提供重要保障。

在煤矿机电设备中应用变频节能控制技术能够有效地增强机电身边的性能，确保其运行效率的提供，从而降低开采作业中的能耗，在一定程度上推动了煤矿企业发展的提质增效，成为煤矿企业生产作业中的重要技术之一。随着现代信息科学技术的发展，变频控制技术的应用领域不断扩大，编程领域、数字化及通讯领域等都被应用在煤矿作业生产中，为煤矿机电设备中应用变频控制技术提供了重要的技术支撑。

2.变频节能控制技术在煤矿机电设备中的应用分析

2.1 煤矿提升机设备中变频控制技术的应用

煤矿作业开采中，提升机发挥着重要作用，不但负责运输开采材料和作业人员，还负责运输煤炭，在整个作业系统中，提升机处于频繁启、停及调速的状态中。在传统的技术环境中，提升机作业过程中需要不断地切换档位来调速，此档位连接着提升机转子上串的电阻，作业过程中则是利用对电路中电阻的调节来实现调速[2]。虽然该操作方式相对简单，但在实际操作过程中会浪费诸多电能，在使用过程中电阻也会长期发热，进而出现磨损或损坏的状况，此调速方式不够经济节能。同时，这样的调速方式也无法对提升机进行无极调速，从而在启停提升机设备的过程中导致提升机发生较大晃动，给其运行的安全性带来严重影响。

鉴于此，人们对提升机设备进行了优化改进，应用了变频控制技术，技术改造后，能够实现提升机的无极调速，不但能夠增强提升机启停、调速过程中的稳定性，也能减少其运行中的电能消耗，使提升机运行更加稳定和安全可靠。当然，最为重要的是应用变频控制技术能够实现“无开关”的自动化调速，这样就最大程度地避免了提升机设备损坏所致的安全事故。

2.2 应用在电控绞车及通风系统中

煤矿作业环节中，斜井绞车的控制系统通常是利用交流绕线电机串电阻的调速系统来实现，通过接触器控制其电阻投切，该系统若应用在高强度工作环境中，如频繁使用等，则会造成交流接触器的触头产生氧化，从而影响机电设备的使用寿命。此外，传统控制技术的控制层面非常低，控制的综合性能及精准性都较差。在应用过程中，时常会发生各种问题，如停车位置不够准确等。将变频控制技术应用在电控绞车上，能够更好地解决传统控制系统中的不足。当然，也能够将将绞车电压波动控制在较小范围内，并能准确控制频率波动范围，高度调控机电设备的输出功率及频率。由此可见，斜井绞车控制胸汤中采用变频节能控制技术，可以有效地提升斜井绞车的过载能力，进而满足煤矿作业运行的要求及需求。

此外，通风系统是煤矿安全作业的重要保障，良好的通风系统能够为井下作业创作安全的作业环境。煤矿作业过程中，通风系统的机械设备通常存在耗能高，通风能力差等问题，也不能为井下作业营造良好的安全作业环境[3]。在机械通风过程中，机电设备应用变频控制技术，能够按照矿井深度调整通风的大小，这不但可以减少能源消耗，还能为井下作业提供安全的工作环境。

众所周知，煤矿井下作业过程中，井深越大，送风压力就越大，通风设备的运行功率也就需要增加，若此过程中应用变频调控技术，则能够更好地提高通风机运行的效率。应用变频控制技术的过程中，要依据煤矿机电设备实际应用情况、矿井深度、巷道变化等实际状况及时调节通风机风速，进而能够合理科学地利用煤矿资源。此外，将变频控制技术应用到通风机械中，可以对通风机运行功率、功能等进行有效保护，增强通风机使用寿命，从而降低其检修及维护成本，最终实现通风机工作效率的提高和耗能的降低，为煤矿作业提供更多便利。

2.3 采煤及皮带运输环节的应用

在煤矿开采作业环节中，应用变频节能控制技术能够及时发现采煤机的运行状态，自动诊断其运行的安全性和稳定性，并根据采煤机运行状态智能化地采取一定的保护措施。同时，还能借助牵引变压器将原有电流模式依据需要转变为可变频运行模式。随着变频技能控制技术的不断进步，变频节能控制技术的应用更加广泛，其同煤矿设备的契合度也日益增强，有效提高了交流电机的性能及安全性。

此外，井下煤炭的运输任务主要是通过皮带运输机来完成，实际运输中，煤炭会受到多个方向的力的作用，如垂直于皮带的弹力、与皮带间的摩擦力等，在这些力的共同作用下，煤炭能够被运输到既定方向。传统的皮带运输机需要通过液力耦合器来实现启动，但这种启动方式会对皮带产生一定的损坏，加速皮带老化，甚至造成皮带断裂，进而给煤炭生产带来严重威胁。然而，在皮带运输系统中若应用变频节能调控技术，则能够有效地降低机电设备的冲击作用，缓解机械设备在运行中出现发热现象。在启动电机的过程中，还能够进一步增强电流稳定性。运输公路也更加平均稳定。也就是说，在皮带运输机系统中应用变频节能控制技术能够增强运输机的性能和提高其运行效率。

3 变频控制技术的应用展望

变频控制技术的高速发展能够推动压频比节能控制技术的发展。煤矿机电设备中应用的变频节能控制技术，主要应用的事情矢量变频控制和转矩变频控制技术，当前，这两项技术在煤矿作业生产中的应用频率非常高，在一定程度上提高了煤矿机电设备的运行效率，有效降低了能耗。但仍需对变频节能控制技术进行深入的研究及探讨，如探讨其人工神经元网络的应用、模糊自动化控制技术等，以提高变频控制的智能化和自动化程度。在应用变频节能控制技术的过程中，煤矿机电设备得到创新发展，这也在一定程度上促进两边跑调速的集成化发展水平，有效地完善了变频节能控制技术，实现了机电设备调速功能的控制，并有效地应用了变频控制技术中的通讯功能，促进了变频技能控制技术功能的发挥。

然而，虽然变频节能控制技术智能化水平的不断提高，且在煤矿机电设备中得到应用，但我国变频控制技术的研究及应用仍比较晚，逆变器控制技术的发展相对缓慢，在应用变频控制技术的同时会存在这样那样的问题，进而影响变频控制技术的应用效果。首先，在具体应用逆变器控制技术的过程中，尚未构建完善规范的体系，因无规范的操作管理机制，在操作过程中存在责任不明确，或责任划分分歧严重，最终影响变频控制技术的应用效果。

其次，在应用变频节能控制技术的过程中，相关管理效果较差，缺乏必要的技术应用监督管理及相应的管理机制，从而造成无人值守机电设备的数量明显不足，对于错位问题也没有相应的工作人员进行检查和监督管理，这给煤矿机电设备的运行带来严重影响。

最后，在煤矿机电设备运行过程中应用的变频控制技术，其自动化程度仍然不高，且管理混乱，甚至在应用中存在一定的遗漏，进而要靠手动完成，给煤矿机电设备稳定运行带来严重影响，降低了其运行效率。

由此可见，变频节能控制技术的应用前景非常广阔，但仍需从煤矿机电作业实际出发，制定完善的应用制度和监督管理制度，不断创新和提高变频控制技术，提高其应用效果，促进其功能发挥，并实现其最大化。同时，要从技术创新、规范管理、监管有效、责任明确、制度完善等方面强化变频节能控制技术的应用管理，为变频节能控制技术的应用营造良好的制度环境、运行环境和技术环境，从管理和技术创新等方面推动变频控制技术作用的发挥，推动变频控制技术的不断发展，以更好地应用在煤矿机电设备中，提升煤矿机电设备运行的效率及智能化水平。

總之，在煤矿作业系统中应用变频节能控制技术能够有效地提高其机电设备的运行效率和稳定性，有效地降低其机械耗能，从而达到节能减耗增效的效果。如在风泵、给水系统，以及机电设备运行维护、检修等方面都发挥着重要作用，不但能够有效地降低机电设备的磨损或损坏，提高其使用寿命，还能增强其性能及运行效率，极大地提高了煤矿作业的效率，降低了其作业能耗及成本。为此，要不断地探讨变频节能控制技术的应用问题，不断推进技术的进步及发展，提升其在煤矿作业中的智能化程度，以更好地推动煤矿作业环节的节能及减耗增效，从而推动煤矿行业的持续发展。

参考文献：

[1]王正.机电设备变频控制技术研究[J].内燃机与配件，2020（01）：205-206.

[2]徐亮.矿山机电设备变频控制技术的运用[J].山西冶金，2020，43（03）：188-189.

[3]刘广权.矿山机电设备变频控制技术原理及应用研究[J].当代化工研究，2020（01）：121-122.

平顶山天安煤业股份有限公司十三矿，河南 平顶山 461700