矿山机电设备变频节能技术作用分析

刘栓俊

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摘要：近年来，我国对矿产资源的需求不断增加，矿山开采越来越多。在矿山工程中，机电设备的应用十分广泛。矿山企业发展逐渐加强了对技术的研究和升级，旨在通过对矿山机电设备的应用和先进技术的融合，提高矿山企业的生产水平，为矿山企业的发展争取更高的社会效益和经济效益。在使用矿山机电设备的过程中，引进变频节能技术应用，可以有效的节约煤矿机电设备的运行能源消耗量，提高机电设备的运行效果。故此，本文首先分析变频调速技术的原理，其次探讨变频节能技术的发展现状，最后就矿山机电设备中变频节能技术的具体应用进行研究，从而加强远程控制技术的运用，提高矿山机电设备的控制水平、运行效率，助力矿山生产活动的顺利实施。

关键词：矿山；机电设备；变频；节能技术；作用

引言

煤炭在我国能源生产中占据着非常大的比例，始终发挥着基础能源的作用。矿山机电设备是保证煤炭开采安全性的重要环节，矿山机电设备的安全性关系着煤矿生产活动的成败。近几年，煤矿安全生产形势逐渐好转，然而矿山机电设备事故仍偶尔发生，给煤矿生产造成了严重的损失。矿山机电设备安全隐患是指在使用矿山机电设备过程中，给企业造成直接或间接的事故隐患。因此，及时排查矿山机电设备的安全隐患，对煤矿的安全生产具有重要的现实意义。

1变频调速技术的原理

工控机以原先的计算机为基础，考虑到与工业控制现场恶劣环境的匹配程度，需要采取相应的加强措施，此过程又被称为IPC。可编程序控制器作为一种工业自动控制装置，近些年在工业环境下发挥了自身的价值和作用，取得了良好的发展，得到了广泛的应用，其又被称为PLC。选煤厂涉及的所有矿浆储存器都是借助IPC-PLC控制系统对入泵的入料量加以控制。一般而言，泵的特点较为突出，即转速变化范围不超过20%时，实际工作效率不会发生明显改变。变频调速技术与液位控制的原理、流程和轴功率等关系密切。从上述描述可以看出，泵的转速关乎电机的转速。变频调速技术的原理是通过改变电机输入/输出电流的方式调整电机速度。对于入料泵的变频调速，其主要借助液位传感器，调节机械中液位的高低。采取计算机控制的方式，模拟输出信号。利用高新技术计算，可以实现固定变频器频率或调节变频器频率。在控制给料方面，将20mA作用的信号作为变频定量，调节相关模拟输出频率。

2变频节能技术的发展现状

早在20世纪60年代就已经出现了变频技术的应用，当时的社会有了节能降耗的需求，对于无级调速和节约能耗的要求逐渐提高，这使变频技术在当时的科技支持下应运而生。最初变频技术的应用需要利用晶闸管的功能，形成一定的变频效果。随着时代的发展和科技的进步，相关产品在快速的升级中逐渐改进了以晶闸管作为关键部位的变频技术应用中存在的不足问题，切实提高了调速性能，以满足实际的变频节能技术应用要求，脉宽调制变压变频技术被开发和应用起来。直到20世纪的80年代，相关算法在科学家的研究中实现了进一步的完善，在市场中开始大面积普及变频技术参数应用为基础的变频器。随着电子技术信息技术逐渐的渗透和大范围的普及运用，在控制理论的支持下，目前变频技术应用有了更良好的耐久性，调频性能强，控制精度水平高，将其应用到变频器、元器件的研发和使用中，构建起了智能化的控制模块。利用控制技术、控制理论，变频器目前已经形成了较强的控制功能和控制效果，不仅可以在矢量控制和转矩控制方面发挥一定的功能，而且还逐步拓宽范围，扩大了变频技术的可应用面。变频节能技术的应用与人工智能技术、自动化技术等结合起来，以新型控制理论为基础，开发和生产的变频节能设备，增强了自动化控制效果和节能降耗的有效性。近些年来，变频技能技术与通信编程技术有机结合，将智能化信号处理和专用集成电路等新技术、新手段综合起来，拓宽了变频节能技术的应用范围，未来变频节能技术将会更进一步的拓宽空间，提高技术应用的效果。

3矿山机电设备中变频节能技术的具体应用

3.1在空压机中的应用

近年来，空压机是选煤工作中常用的设备。而空压机在参与选煤工作时均采取直接启动的方式，该方式会消耗大量的能量，使实际的煤矿开采利用率降低。从现实需求的角度来看，应用变频调速技术十分必要，其既能够良好地解决能源消耗问题，又能够保证相关工作人员在科学调节空压机启动电源频率的同时，达成节能的目的。同时，依托合理的电流，空压机的启动工作还会减轻多余的电流给机器造成的损害，使机械的使用寿命得到延长。从另一角度来看，传统意义上的选煤工作除借助压风系统外，空压机的启动或关闭会使用开环静置的方式。尽管该方式也具备调节电流的作用，但并不能发挥具体的变频作用，会使机械遭受破坏，缩短机械的使用寿命。基于此，调节空压机时应用变频方式，既能够保证设备频率发挥作用的稳定性，又能够保证电压电流输出的稳定性，还能够提升机械的承压能力，延长其使用寿命。

3.2风机

在矿山生产中，风机作为重要的机电设备之一，其中主要涵盖了拖动风机和压缩机。矿山生产作业环节，风机在运行和生产过程中消耗的能量大，在整个矿山的机电设备生产消耗的总能量中，占比达到了40%~50%。在不同的矿山中所处的生产阶段不同，使用的风机类型也存在着差异性，风机机电设备的需求多样化，为了将风机类机电设备的功能利用起来，引进变频技术，对风机的实际输出功率进行有效的控制，可以降低风险。传统的变频方式下，风机使用需要结合生产阶段的实际情况，进行替换作业，降低了矿山生产的效率，设备设施的成本投入高。利用变频节能技术，可以改变替换风机的使用方法，提高风机的性能，增强风机的输出功率控制效果，各阶段的生产需求均得到了保障。利用变频节能技术对风机的运行能耗进行有效的控制，风机的节能效果可以大幅度提高，满足矿山生产要求，优化风机性能曲线。

3.3现场总线技术

在机电设备的远程控制技术应用中，通常需要对现场作业的具体情况进行监测，远程控制为其提供精准的服务，提高远程控制技术水平，现场总线技术应用下机电设备的控制能力大大提高，实现了网络化平台化的控制，为机电设备的稳定、安全运行奠定了基础。现场总线技术结合机电设备的运行需求、作业需求，体现出了网络化的应用优势，加强了对现场设备运行情况的了解，实现对现场设备运行状况的全过程监控，为机电设备的运行管理提供支持和技术保障。利用该技术时，技术人员需要结合现场总线自动化监控和控制平台的功能模块，加强对机电设备运行状态信息的采集、分析，防范机械设备的故障风险，了解机电设备的具体运行情况，在现场总线技术的应用中，合理布局，提高远程控制的网络化水平，例如，矿山机电设备远程控制技术在某矿生产中的应用，减小了设备停机和故障风险，企业生产效率提高了10%至20%，矿山企业事故率降低了20%至30%。

结语

在节能降耗理念和可持续发展战略的持续推进中，有越来越多的矿山企业加强了对变频节能技术的引进和运用，对矿山机电设备的应用效果进行改良，发挥出变频节能技术的应用优势，可以将传统的变频技术中存在的问题有效的改进，提高矿山机电设备运行的效果，节约投入到矿山机电设备运行中的能量消耗，节约资源投入成本投入，为矿山企业获取更高的经济效益，实现节能减排的目标奠定基础，推动我国矿产开采行业的长远、持续发展。

参考文献

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