探讨节能减排背景下的煤矿机电变频技术.doc

探讨节能减排背景下的煤矿机电变频技术

变频模式利用其显著的节能效果和优秀的电力调节作用，在目前国际能源短缺和自然环境污染严重的状况下受到了各国的重视。随着电子信息技术的日新月异和科学技术的迅速发展，变频模式的应用发展逐渐成熟，变频模式在国内煤矿机电设施中的利用范围也越来越广，技术水准伴随产业要求的提升也继续提升。针对这种状况，笔者将节能减排作为背景，对变频技术在煤矿机电设备中的运用实施研究。
    在煤矿产业中，地下机电设施对能源的需求量非常大，因为在地下机电设备的运作功率非常高，机电设施在开启、变速、停止的操作流程中对能源的使用量非常大，对能源的消耗大约占据能源消耗整体的40%，设施在制动维护时，和井下障碍物的碰撞也会引起设备不同程度的磨损。让煤矿机电设备运用变频模式，可以利用其特别的节能减排效应，既可以降低设备对能源的需求量，也能够强化机电设施运转的稳定性，降低因为和井下障碍物的碰撞引起的设备损耗，能够延长机电设施的使用期限，节省开采成本，促进煤矿开采生产产业的发展。
   变频模式基础运作方式
    变频模式，简单来说就是把电子微机技术相结合，实现强弱能源整合、机电整体化的技术。其本质是通过电力半导体工具的阻断流动效应，达成工频能源转变为不同频率的能源输送流程。整个过程的达成要通过整流桥将工频能源转变为直流能源，之后再利用将逆变装置转变为变频、变压的驱动能源，进而保证机电设备可以在适宜的电压电流的状况下达成无级调速。这一技术通过其较高运作效率、没有附加转差消耗的优点在当今能源短缺的国际背景下受到了各国的重视，同时为我国煤矿开采生产产业响应政府节能减排号召、实现产业可继续发展提供庞大推力。
   煤矿开采过程中变频模式的运用

    煤矿开采使用的提升装置是开采流程中运送材料、矿工的关键设施，是煤矿开采的关键设施之一。变频模式在煤矿开采提升装置中的运用实现了对原本电阻引起损耗调控技术的突破，之后和控制装置组合，此类调速模式的依附，相比较电阻能耗大、不容易掌控、电阻调节空间有限和具有危险的散热障碍的传统方式，运用变频模式的提升装置既可以有效减少电阻引起的电能消耗，扩展了电阻调节空间，并且可以有效加强设施的安全性和全面性，可以达成有效的无极提速或降速提升。对其在使用领域的优势实施总结，集中体现在如下几个方面：〔1〕在保证提升装置可以实施平滑、降速操作、无极提速流程中，让装置的功能、保证性实现了提升。〔2〕利用数目较低的外部能源输送线路达成了对继电器的掌控，解决了空间不够的问题，降低了装置产生故障的机率，提升了生产装置的运用功效，〔3〕利用了变幻命令的形式来掌控电力控制体系中继电器的程序操作联系，之后和变成装置组合，达成了梯形图和电路图之间的合理转变，改善了生产体系的控制系统，完善了能源利用机制，避免了不必要的能源浪费。〔4〕利用触控装置和变成装置对机电设备实施事故检查，能够简化应急修理体系的程序，保证提升装置、动力装置的稳定运转，保证煤矿生产作业的继续进行。

    通风装置在煤矿开采过程中发挥着“呼吸〞的作用，其重要作用不言自明。和传统开采模式对比，因为当今煤矿开采矿井通道的继续延伸、深度拓展，对低下风压的要求也继续提升，这要求利用更高功率的通风装置来坚持风压的稳定。由于变频模式在通风装置的大范围运用，解决了原本开采装置要长期位于满负载状况下的问题，同时，在通风装置速度调整领域，运用变频模式还可以达成按照矿井风向实施对应调整，一定程度上实现了能源节省，在这种状况下，开采生产装置都是在较低程度的设备摩擦状况在工作的，降低了电器能耗和开采装置摩擦对设施的磨损，是开采生产设施的使用期限得到延伸，因为不同电器在运作时的功率转速存在差异，会引起一定程度的风力阻碍，因而，在设施运转过程中，我们需要注重对电机设备之间运转频率的调节匹配，让其大致具备相同的运作频率，进而构建科学协调的风力抵抗系统，实现科学节能的开采生产模式。

    水泵是利用电力设备的运作，把电能转变为机械能并将地下水运送到地上的一类设施，在煤矿开采生产过程中需要利用的机会很多，因为传统的多种频率供电模式无法适应水泵井下的困难开采作业，容易引起煤矿开采生产设施的事故频发，提升了开采生产成本，一方面，水泵的较高频率开启能源会造成电力设施输送电线压降产生很大变化，引起严重的反应开启效应和降压开启效应，让设备的使用期限在多次的开启流程中大大缩短，变相的提升生产成本。另一方面，电力设备的负荷较低的情形下在设备常规运转流程中很常见，会引起水泵的运作功率因数下降，消耗的电能提升等多方面的恶劣现象。假设要有效调低生产设备的电能损耗就要对电动机运转和产生水流量进行科学管理，让电力设备坚持在一个合理的运转负荷水平，进而稳定水泵的运转功率因数，以便用一定电量实现较高的产量，并综合合计水泵和电力设备的使用寿命，这对实现煤矿开采生产产业的可继续发展十分有意义。

    由于煤矿开采生产装置工作条件的制约，常规的二象限频率变化速率调整在大坡度的作业条件下无法达到频繁开启关闭装置的要求，针对这种状况，应该从煤矿开采生产产业的真实装从出发，针对变频模式在相关产业的有效利用实施优化完善。国内传统的煤矿开采装置的最高运作功率是220kW，四象限交流频率变动模式的产生达成了在不变化牵引煤矿开叉设备移动速率的前提下提升节能成果的任务要求。这一先进技术在原本二象限频率变化模式上发展出来的，简单地说就是在发电前提下通过在整流电路区域用可调控的整流装置取代全波整流桥，进而达成逆变电力输送线路和整流电力输送线路之间的转变，再利用从电量还原到电力网络的形式，实现调节优化电路的目标，
    煤矿机电变频技术节能体现

    通常来说，在开采煤矿时使用的电机在制定时会规定较大的裕量，因此大量机器在工作时不可以满载运行，电机运行基本都不能实现满电压要求，电机常常处于空载状态运行。因此，依据电机的运行特点及制定要求我们可以从中获知，想要电机发挥出额定效率必须要接近满负荷运行，这时候其功率因数也会达到最好。如果电机负荷不够，就会相应降低功率，造成电能的损失。究其原因，是由于电机在轻负荷运转时，在其定子电流这种存在一定的有功分量，而励磁提供的无功分量占有很大比重，这时候电机的功率因数会变得很低。然而通过使用变频器后，就可以提升运行中电机的功率因数，达到节省电能的目的。

    使用了变频调速器后的电机，就可以不再使用液力耦合，完成了二者间的直接连接。由于液力耦合器缺乏传递效率，其转动也是通过液体完成的。因此，与硬连接的转动效率相比其效率很低。因此，通过加装变频器，使得系统的传递效率得到了极大提升。一般而言，由于矿井距离变电站有一段距离，加之电压的不够稳定，在使用了变频器后，不仅对运行电压有稳定作用，也达到了节能的目的。
    综上所述，变频调控模式的运用可以有效的实现煤矿开采流程中设施的能源有效利用，降低了水泵、通风装置等具有的电能浪费，而且可以有效提升煤矿开采生产产业的经济利益，完善设施管理水平。同时，煤矿开采作业的安全性能够得到提升，降低危险发生的机率，和安全作业保证水平的提升都发挥了庞大作用。总而言之，在煤矿开采产业中，变频模式具备辽阔的运用前景，也符合该产业可继续发展战略的要求，符合工业生产节能减排的时代要求。