变频节能技术在矿山机电设备中的应用标准研究
（新疆哈巴河阿舍勒铜业股份有限公司，新疆维吾尔自治区 哈巴河 836700）
摘 要：矿山开采下机电设备种类与数量较多，面对较大的工作压力，机电设备能耗问题较为严重，采用变频节能技术，能够转变这种局势，在满足设备稳定运行的基础上，降低能耗问题。文章对变频节能技术在矿山机电设备中的应用展开探讨。
关键词：变频节能；节能技术；矿山机电；机电设备引言
随着经济等方面的不断进步，我国矿山行业迎来了飞速发展时期，而企业要想能够尽快实现可持续发展目标，自然就需要与时俱进，充分融入现代化的技术手段。在矿山机电设备日常使用过程中，全面应用变频技术，在全面做好设备控制工作的同时，也能够达到节能化应用结果。基于变频节能技术应用价值下，当前乃至未来很长一段时间内，我国矿山企业都持续推广并应用变频节能技术。
1 变频节能技术相关概述
变频一般是指将常规的工频电源按照一定的方式转化成另一频率的电能，以此来达到节能降耗的目的。该过程主要是借助半导体器件的改变来确保转换工作的顺利进行。其中，借助变频技术的关键是达到节能降耗目的。在某些特定的情况中，就可以使用变频技术来实现减少电能消耗的 40%以上。除此之外，在泵类机械、风机中应用变频技术，不仅能够达到 50%的节能效果，而且还可以在负载调速中达到预期的节能效果。在变频技术应用过程中，还可以通过轻负载来有效降低电压，进而达到节能的效果。在变频技能技术实际应用过程中，还可以借助降低电压的方式来达到降低转矩负载的目的。在风机环境中，应用这种变频技术，效果就会发生巨大的变化。这主要是由于风机中的风量需求降低，并且降低风机转速，从而使风机的耗能和转速呈现出 1.7 次方程正比关系。因此，在这种情况下就可以将电机的转矩实现迅速的下降，节能效果也会得到很明显的改变。变频节能技术经过了漫长的发展才逐渐成熟，其最早出现在 1960 年代初期，通过大量的调查和研究发现，到 1980 年代才变频节能技术在世界上发达国家被广泛使用。相比于国外来说，我国变频节能技术起步较晚，研究体系也不够完善。近几年，经过科学工作者的不断努力，变频节能技术日趋成熟，并取得了比较理想的发展成果。如今，我国变频节能技术也经历了一系列的改革和完善，并达到了世界领先水平。
2 在矿山机电设备中应用变频技术的主要原因
基于现代化发展背景下，我国经济等方面的不断发展，有效带动了我国矿山企业的进步，在多年以来矿山企业持续开采生产过程中，目前煤炭资源储存量越发减少，这也就导致矿山企业竞争压力越发巨大。鉴于该种现状下，矿山企业要想能够保持稳定的发展态势，那么就应该做到与时俱进，积极革新过去传统的生产经营方式，特别是传统中消耗较多电量的方式，此时更应该融入先进的技术手段，希望矿山企业能够在最少的经济投入下，获取到最大的经济效益。而变频节能技术的出现，将其融入在矿山机电设备当中，一方面符合当前社会倡导的可持续发展战略要求，另一方面自然也是提高企业经济效益的重要保证。最为关键的是，也能够控制好设备排放较多的废弃物，极大的保护好人类赖以生存的环境，高效开展煤炭开采工作。在实际矿山企业日常生产过程中，其中所应用的机电设备，必然需要消耗大量的电能，此时应用变频节能技术，在提高电能应用率的同时，也是维持机电设备更具良好性能的重要保证。总之，矿山机电设备应用变频节能技术，不仅是时代进步发展的需要，更是矿山企业保持良好发展态势的关键体现。
3 矿山机电设备中变频节能技术的应用
3.1 在采煤机中的应用
变频节能设备不仅具有节能的特点，还能提高矿山生产的效率，促进企业获得更高的经济效益。而变频节能技术在采煤机中的应用也是比较普遍的。在传统采煤机变频调速系统中通常会使用“一拖二”
的形式，逐渐发展成“一拖一”。而且我国能量回馈型四象限运行的交流变颈调速采煤系统也早就处于世界的领先地位，国产电牵引采煤机的行走功率也达到了最大 2×110kW，变频器电压也可以达到 380V，这样就可以很好的实现额定转速下的恒定转矩调速，还可以将额定转速以上的恒定功率调速及两台变频器之间的主从控制和转矩平衡。将变频节能技术应用到采煤机中可以很好的控制机器，实现操作方便、速度可调节的目标。
3.2 在矿山提升机上的应用
提升机和传输级是矿山生产企业中使用频率和作用有相似的地方，一方面，这两种设备本省工作环境相似，另一方面，这些设备自身有调速的需求。提升机在进行提升的过程中需要进行速度的调节，而传输设备也需要进行调整。但是以往对设备进行调速往往采用串电阻的调压调速方式，虽然这种方法能够调整速度，但是其本身增加的电阻也会产生较大的能耗。通过变频技术能够将公频电压进行频率调整，通过调节供电的频率进一步调整设备运行的速度。如今这种控制也变得更加智能化，将电机控制过程中的相关变化量作为控制型号，利用微处理器进行处理，能够使得变频设备按照条件的变化自动调整电压频率。而在传输设备上，变频设备以往使用的液力偶合器实现对设备的软起动，但是这种方式会加速设备的老化和损坏。而变频设备可以保证设备启动过程中电流的变化幅度很小，降低了对电机设备的冲击，在节能调速的过程中也延长了设备的使用寿命。
3.3 在通风机中的应用
通风机是矿井通风的主要动力，对矿山的安全开采十分重要。众所周知，通风机消耗的电能有时会占到矿井总消耗电能的 50%以上，导致机电设备处于低效率工况点运行时，大量的电能被白白浪费，降低了矿山的经济效益。为此，很多矿山对矿井通风机进行了变频控制技术改造，根据矿井通风阻力的变化来自动调节风量，这极大地改善了通风机的运行状态，使通风机始终处于一个高效的工况点。虽然在进行变频控制技术改造时需要投入大量的资金，但是一两年内就可以收回成本。经过统计，采用变频控制技术后，矿井通风机将节能 30%以上，可以为矿井节省一定的运行成本。另外，采用变频控制技术后，风机的运行更加平稳，这有助于延长通风机的使用寿命，降低通风机的维护及检修成本。
3.4 在皮带输送机中的应用
借助变频节能技术，其中企业在使用皮带输送机设备时，从根本上而言，其应用原理与提升机有着较多的相同点。针对变频节能技术的应用下，此时皮带输送设备，能够保证在摩擦力牵引基础上，通过整合摩擦力与张力变形两者的作用下，保证物体得以有效的传输，鉴于其中的支撑辊轮，物体得以全面的运动，进而处于井下的煤炭，此时能够保证全面的运输到地面之上。在之前很长一段时间内，矿山企业煤炭运输过程中，主要采取的是过去传统的皮带设备，通过液力耦合器的价值，将设备加以启动以后，然后对煤炭资源进行输送，经过较长时间的观察可以看出，该种方式不仅会导致皮带加快老化速度，甚至还会引发皮带断裂的现象，极大的威胁到企业以及人员生命安全。
当前引入变频节能技术，能够保证电极启动时不会有较大电流波动现象，缓解设备内部强烈机械冲击的基础上，很好的控制好设备内部发热问题的出现，保证皮带能够快速运输的基础上，也能够预防之前功率平均与同步的现象。
结语
综上所述，变频节能技术的应用对于井下采煤效率的提高具有积极地意义，并且还可以通过改善井下工人作业环境的方式提高生产效率，进而实现对设备的精细化管理，确保矿山开采的进度和水平。对此矿山企业还需要重视变频节能技术应用优势，结合实际情况合理采用变频技术，提高机械设备运行效率。
参考文献
[1]徐国祥，殷涛.变频控制技术在煤矿机电设备中的应用[J].中国设备工程，2020(16)：182-183.
