摘要：基于資源有限性、經(jīng)濟(jì)效益最大化的角度考慮，節(jié)能已經(jīng)成為各個(gè)行業(yè)發(fā)展過程中不斷追求的目標(biāo)。在煤炭機(jī)電設(shè)備發(fā)展過程中，變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，被廣泛運(yùn)用于煤礦機(jī)電設(shè)備中的各個(gè)環(huán)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電設(shè)備;變頻節(jié)能技術(shù);應(yīng)用

很多煤礦企業(yè)在日常的作業(yè)中，因?yàn)槭艿綔蠹夹g(shù)的局限，最終導(dǎo)致生產(chǎn)效率欠佳，間接導(dǎo)致了行業(yè)競爭力的缺失?；诖耍疚幕诿旱V電機(jī)設(shè)備中變頻技術(shù)視角，從多個(gè)設(shè)備探究其節(jié)能應(yīng)用。

一、煤礦機(jī)電變頻節(jié)能技術(shù)的意義

變頻技術(shù)還被稱為變頻節(jié)能技術(shù)，因?yàn)樵摷夹g(shù)凸顯節(jié)能特性，所以被廣泛運(yùn)用于各個(gè)行業(yè)之中。將其運(yùn)用于煤礦機(jī)電設(shè)備中時(shí)，機(jī)電可以結(jié)合設(shè)備所需動(dòng)力，自動(dòng)調(diào)節(jié)所需的運(yùn)行情況，明顯降低了設(shè)備在整體運(yùn)行過程中的耗能[1]?？茖W(xué)的耗能供給還能對設(shè)備起到保護(hù)作用。該技術(shù)的運(yùn)用，對煤礦行業(yè)的快速發(fā)展具有助推意義。

二、煤礦機(jī)電設(shè)備變頻技術(shù)在多設(shè)備的節(jié)能應(yīng)用

（一）泵的節(jié)能應(yīng)用

常規(guī)的煤礦企業(yè)，在生產(chǎn)過程中對水泵流量的控制，需要頻繁操作網(wǎng)管閘，通過對水泵轉(zhuǎn)速的控制，確保對水流量的控制。但事實(shí)上，即使操作人員已經(jīng)對網(wǎng)管閘開合度進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是，水泵電機(jī)始終處于運(yùn)行狀態(tài)，顯然這種控制方式并不節(jié)能，造成了不必要的浪費(fèi)?；诠?jié)能視角，嘗試將變能技術(shù)運(yùn)用于機(jī)電水泵中，將水泵流量大小與電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度建立調(diào)控關(guān)聯(lián)，兩者之間存在正比關(guān)系，以此達(dá)到節(jié)能目的。基于煤炭行業(yè)的整體發(fā)展來講，煤礦生產(chǎn)作業(yè)過程中，離不開大功率水泵的運(yùn)行，而且需要同時(shí)啟動(dòng)多個(gè)水泵，如果將變頻節(jié)能技術(shù)運(yùn)用水泵中，必然可以達(dá)到很好的節(jié)能效果，并通過可觀的經(jīng)濟(jì)效益凸顯出來[2]。

（二）皮帶傳輸?shù)墓?jié)能應(yīng)用

在煤礦開采過程中，運(yùn)行功率較大的設(shè)備之一就包括皮帶傳輸系統(tǒng)。從該設(shè)備的啟動(dòng)開始，大量的能源消耗就已經(jīng)開始。在該運(yùn)行系統(tǒng)作業(yè)過程中，通過電機(jī)產(chǎn)生動(dòng)能，牽引皮帶完成對煤礦的運(yùn)輸過程。在此作業(yè)環(huán)節(jié)中，皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)過程需要依靠極大的摩擦力，摩擦力的獲取需要電機(jī)產(chǎn)生極大的電流對其進(jìn)行供給，也是消耗電能巨大的作業(yè)環(huán)節(jié)。當(dāng)前煤礦企業(yè)使用的皮帶機(jī)多屬于液力機(jī)皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)，液力機(jī)的啟動(dòng)需要耗費(fèi)大量的電能，甚至對生產(chǎn)系統(tǒng)的整體供電產(chǎn)生影響，更會(huì)對生產(chǎn)設(shè)備自身產(chǎn)生較大損耗。所以頻繁的啟停會(huì)直接導(dǎo)致設(shè)備使用壽命的縮短，更增加了發(fā)生安全事故的風(fēng)險(xiǎn)。無論基于節(jié)能還是安全生產(chǎn)視角的考慮，都應(yīng)將變頻技術(shù)運(yùn)用于該生產(chǎn)系統(tǒng)中，以實(shí)現(xiàn)煤礦皮帶的電力啟動(dòng)，為整體的系統(tǒng)運(yùn)行提供穩(wěn)定環(huán)境，同時(shí)達(dá)到安全生產(chǎn)、節(jié)能生產(chǎn)的過程。

例如，在某煤礦，最初設(shè)備為電機(jī)帶動(dòng)運(yùn)輸皮帶（2×315KW）。后設(shè)備升級為變頻皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)，在可控范圍內(nèi)，煤礦的皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)可在任意頻率段工作（0-50HZ），與原來的設(shè)備運(yùn)行相較，變頻技術(shù)明顯實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的?；谄щ姍C(jī)額定功率2×315KW條件下，皮帶電機(jī)的工作效率可以達(dá)到96%，變頻器工作效率可以達(dá)到96.5%。基于此數(shù)據(jù)下，按照煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)年工作量為200d，按照日工作量為24h，進(jìn)行核算就可以輕松計(jì)算出該系統(tǒng)的實(shí)際電能消耗情況。以運(yùn)行頻率為20HZ為例，耗電能1292238.65KW·h，節(jié)電量就能達(dá)到1195320.76 KW·h。

（三）礦用挖掘機(jī)的節(jié)能應(yīng)用

當(dāng)前，我國煤礦挖掘開采已經(jīng)普遍實(shí)現(xiàn)了節(jié)能技術(shù)——變頻技術(shù)，在礦用挖掘機(jī)運(yùn)行過程中，通過變頻調(diào)速系統(tǒng)，可有效提升其運(yùn)行的整體效率，促進(jìn)挖掘開采過程中能源損耗降低，同時(shí)在變頻調(diào)速系統(tǒng)作用下，還能夠形成對供電電網(wǎng)的有效保護(hù)，提升其能源供應(yīng)的有效性。

例如：露天采礦中較為常見的WK系列大型礦用挖掘機(jī)。其變頻調(diào)速系統(tǒng)采用三級控制：上位綜合監(jiān)控系統(tǒng)+PLC+基礎(chǔ)變頻傳動(dòng)，三級之間的數(shù)據(jù)交換應(yīng)用總線通訊來實(shí)現(xiàn)，能夠及時(shí)根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)做出協(xié)調(diào)性動(dòng)作，從而達(dá)到變頻調(diào)節(jié)的節(jié)能效果。同時(shí)，在WK系列大型礦用挖掘機(jī)應(yīng)用的過程中，采用的“AFE變頻傳動(dòng)”控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備在整體運(yùn)行中的節(jié)能控制。換言之，礦用挖掘機(jī)結(jié)合具體挖掘作業(yè)的需求，供給合理動(dòng)能，避免不必要?jiǎng)幽芄┙o的浪費(fèi)。避免了挖掘作業(yè)中的不當(dāng)操作而導(dǎo)致對機(jī)械設(shè)備內(nèi)部部件的損壞，某種程度上延長了礦用挖掘設(shè)備的使用壽命。同時(shí)在此過程中能夠有效降低大型礦用挖掘機(jī)引起的電網(wǎng)電壓波動(dòng)形成對電網(wǎng)系統(tǒng)的有效保護(hù)。

此外，變頻節(jié)能技術(shù)還體現(xiàn)在大型礦用挖掘機(jī)的提升機(jī)構(gòu)上面，通常在提升機(jī)構(gòu)上配置有2臺(tái)變頻電動(dòng)機(jī)，將之采用硬軸進(jìn)行連。在驅(qū)動(dòng)上采用2臺(tái)逆變壓器，為保證在運(yùn)行中達(dá)到較好的節(jié)能效果，在2臺(tái)逆變壓器間應(yīng)用轉(zhuǎn)矩主從控制技術(shù)。該技術(shù)指的是：當(dāng)其中1臺(tái)逆變壓器定位主裝置時(shí)，對之應(yīng)用速度閉環(huán)進(jìn)行控制;而另1臺(tái)則作為從裝置，對之應(yīng)用轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制。通過這種控制模式，不僅能夠保證2臺(tái)變頻電動(dòng)機(jī)的速度得到較好的控制，而且能夠保證其出力方面的均衡性，使2臺(tái)變頻電動(dòng)機(jī)表現(xiàn)出較高的配合度。

由此可見，變頻節(jié)能技術(shù)在礦用挖掘機(jī)中得到較為廣泛的應(yīng)用，對提升礦用挖掘機(jī)的整體性能有較大的幫助。同時(shí)，在應(yīng)用過程中，也能夠有效降低其對能源的損耗。

三、結(jié)語

變頻技術(shù)具有明顯的節(jié)能作用，本文基于煤礦電機(jī)設(shè)備視角，論述煤礦開采作業(yè)中不同設(shè)備電機(jī)變頻技術(shù)的節(jié)能應(yīng)用，寄希于通過大力推廣變頻節(jié)能技能在煤礦領(lǐng)域的運(yùn)用，最終提升整體煤礦行業(yè)的生產(chǎn)效率。

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作者簡介：劉陽（1984，1-）女，民族：滿族，籍貫：遼寧撫順市，學(xué)歷：大學(xué)本科，專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化，職稱：工程師，研究方向：露天煤礦機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化。