田玉虎

（西山煤电杜儿坪煤矿运输区 山西省太原市 030022）

我国工业化生产的欣荣发展离不开煤矿资源的支持。在利用机电设备进行作业时，需借助节能技术对能耗进行控制，这样可以降低煤矿开采所耗费的电能。要想实现节能目标，首先要有明确的规划，在现阶段下，可持续发展战略不断深化，在这样的社会发展趋势下，我国在进行工业生产的过程中，要尽可能地做到用更少的能源消耗换来更加高效的工业生产。例如，在工业生产的过程中，电能源，水能源等都在节约的范围内。

1 变频技术

煤矿机电设备的设计，符合动力学的要求，也需要充分考虑机电设备运行的负荷要求，能够满足煤矿机电设备的正常运行，同时也能有效提高用电效率，采用变频技术对保证煤矿机电设备的正常运行是十分必要的。在工作中，变频器可以将工频电流信号转换成其他频率，但这种转换不是凭空进行的，而是需要某些半导体元件的帮助。之后，我们可以逐步实现从“交流电”到“直流电”的转变。机电设备中的变频技术是通过电流改变频率，然后智能地调节电机的转速，从而进一步控制机电设备，促进其节能高效运行[1]。

2 煤矿机电设备中变频节能技术原理

在我国众多煤矿机电设备中，采煤机、风机等设备已经陆陆续续地开始应用节能变频技术，利用该技术进行生产的过程中，其主要的原理就是利用交流电来做周期性的运动，这样能够实现交流电的固定做功模式，并且，在该基础上，结合本文所研究的电气运行系统，能够更好地实现智能化变频的目的。如果设备处于满载运行状态或者正在持续高峰作业，则其功率会随之调整到最大，这样的做法既有利于电能损耗的减少，又能保证工作进展程度，该技术目前是我国煤矿开采行业最为重视的研究项目之一[2]。利用变频节能技术在设备中的应用，既能实现智能化的操作目的，减少人工成本，又能提高开采工作的效率、质量，同时还能保障工作人员的生命安全，对于煤矿企业的长久发展具有积极的推动作用。以空气压缩机为例，根据企业压缩空气系统的使用情况改良设备，其中变频节能技术就是最佳选择,具体如图1 所示，在空气压缩机上按照循环启动的方式闭环控制大约4 台空压机的运行，然后由变频节能装置自动采集现场的气压。总的来说，变频节能技术可以很好的改善设备性能，对提高效率，维护效益具有重大作用。

3 变频节能技术在煤矿机电设备中的应用分析

3.1 变频节能技术在提升机中的应用

提升机作为煤矿开采中起到了重要作用。在传统作业中，调节提升机的速度需要人工在电机中增加电阻，但存在很大的弊端。其一是安全问题，其二是耗费电量太多。而使用变频节能技术则能很好地解决提升机在运作中存在的弊端，既可以精准的连接转换提升机内部的各个线路，还可以增加其作业效率和稳定性，在操作和运转过程中也十分稳定，还可以根据实际情况实现运转速率自动化，降低工作人员在使用中的危险系数。

图1：空压节能控制研究图

图2：采煤机变频控制示意图

图3：变频空压机工作流程图

3.2 变频节能技术在节能采煤机中的应用

采煤机是煤矿开采中比较重要的一类设备，其与电气系统、液压系统等都有关系，在其使用中应用变频节能技术的好处众多。首先，在针对变频采煤机进行分析的过程中，将其组成方式进行分析，该采煤机主要是由切割部分、装载部分和行走系统来构成的。在针对该采煤机的切割部分进行改装的过程中，需要针对不同的做工环境进行具体的改装，实现在不同工作环境进行科学的生产。工作面越大调设的功率也就越高，这样便于加快工作进度，使大工作面下的煤矿能够尽快采入装载系统，如果工作面比较下，则需要降低功率，这样不仅能够满足工作要求，同时也是对电能的一种节省。对于装载系统而言，其功率的调整需要依据采煤量，装载速度与采煤速度相匹配时，其功率是最佳的[3]。

例如，在进行APLH 型号的变频装置进行实际应用的过程中，能够更好的提高相关设备的运行自主能力，进而可以有效的实现该设备的四象限运转。另外，在采用该装置在进行生产的过程中，其能够实现对电路的护理调控，并且能够对设备的输入及输出端口进行有效的监控。这种价控方式，能够更好的确保设备在运行中能够实现自主管理，针对不同的生产方式作出适当的调节，是提高生产科学性的有效举措。同时，该装置的使用，还能够针对机械的正常作业环境进行甄别，实现合理调控生产模式的目的。图2 为采煤机变频控制示意图。

3.3 变频节能技术在通风机上的应用

通风机对于煤矿行业的施工而言十分重要，影响着施工者的人身安全和企业的生产成本。类似于皮带工作的原理，对电压电流的强度要求很高，需要变频节能操作。降低通风机在使用过程中的损坏率和维修次数，减少了工程造价，合理化减少了煤矿行业的开发费用。

3.4 变频节能技术在皮带输送机中的应用

通常情况下皮带运输机在负荷较低或者没有负荷的情况下，其功率都能维持正常水平，这样能够避免出现不必要的电能损耗。除此之外，该类设备将液力耦合器作为启动装置，工频推动非常容易导致电机失控、皮带断裂等问题出现。对该类设备应用变频节能技术可以控制电机启动的同时所产生的电流值，从而避免设备过热等问题的发生，对于设备使用寿命的维护具有积极作用[4]。

3.5 变频节能技术在空气压缩机中的应用

螺杆式空压机是通过加载和减载交替进行的运行方式，加载时向管网内打风，减载时电机空载运行，因此，在减载时电量都被浪费了。电动机的转速本身是不能改变的，只有通过改变电动机的频率来调节运行转速。变频控制就是通过改变电动机输入电源的频率来改变电动机的转速，控制空压机单位时间的出风量，达到控制管路的压力的目的。某煤矿首先引进了变频节能技术，压缩机组的供气量与系统所需风量动态匹配，根据系统用气量来调节压缩机电机转速，避免了电动机空载运行以及频繁的加卸载所带来的能量损耗和对电网的冲动，使电机的输入功率大大降价。图3 为变频空压机工作流程图。

3.6 变频节能技术在井下水泵中的应用

煤矿开采过程中，通常会借助开启调节管网阀的方式对水泵流量进行调节，也就是说在维持转速不变的前提下，对流量进行调节[5]。但是对于这种情况而言，其可能并不是最经济划算的。对于变频节能技术而言，我们需要以水泵实际流量为依据对转速进行相应的控制，这是实现降低能耗的有效方式[6]。

4 结束语

通过上述所说，我们明白目前煤矿资源的需求数目巨大，在开采相关资源时会使用各种机电设备，所需的能耗也比较多，变频节能技术在我国采矿生产中的应用，能够对我国的资源进行更加合理与科学的利用，与我国的可持续发展战略有着相同的目标追求，现在变频节能技术在我国尚未发展成熟，但是其使用效果已可见一斑，为了在不影响开采效率的前提下改善电能损耗问题，我们基于该技术的基本原理进行了深入探究，希望探究结果能够对我国煤矿企业的发展有所帮助。