变频调速技术在煤矿企业中的节能应用研究

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【摘 要】近年来，由于煤矿开采的规模不断扩大，煤矿开采业对机械用电节能的要求不断增加，变频调速技术不仅能够调节机械的功能，降低企业的生产成本，还具有良好的节能功能，在煤矿企业中的应用越来越广泛。文章主要对变频调速技术的原理进行了阐述，并探讨了变频调速技术的优点和其在多种煤矿机电领域中的节能应用。

【关键词】变频调速技术；煤矿企业；节能；应用

随着时代的进步和科学技术、计算机信息技术以及电子技术的发展，我国煤矿企业中的煤矿机电设备的技术化水平也越来越高。我国是一个煤矿资源非常丰富的国家，煤矿业是我国经济发展的重要支柱，但是由于煤矿开采的规模不断扩大，煤矿开采技术比较传统落后，在煤矿生产过程中，煤矿用电量的不断增加和严重的电量浪费、低生产效率与高生产耗能的矛盾日益突出。变频调速技术在煤矿企业中的应用在节约能源、提高生产效率方面发挥了关键的作用，为了进一步贯彻落实国家节能减排的目标，使煤矿业进入一个新的发展阶段，运用变频调速技术改造煤矿机电设备势在必行。

1 变频调速技术的原理

变频调速技术是一种强弱电混合、机电一体的综合性技术，是微机技术、电机传动技术和电力电子技术的综合应用，其工作原理是利用电力半导体器件的通断作用，将工频交流电压转换为直流电压或者频率可变的交流电，使电机获得无极调速所需的电压和电流，所以，这也是一种无附加转差损耗的高效调速技术。变频调速技术能根据电机负载量的变化，实现自动、稳定的增速和减速，它在很大程度上提高了电机的工作效率，因此，对于煤矿企业的节能发挥了巨大的作用。

煤矿企业中电机的磁极对数是固定不变的，所以，改变磁极对数的数值并不适用于调节电机的速度。为了自由的控制电机的速度，电机的磁极对数可以在电机的外面调节后再进行供电，由于仅改变频率，电机易被烧坏，所以，还需改变电机的电压。变频调速技术能在改变电机频率的同时改变电机的电压，通过改变输出电源的频率和输出的电压来调节电机的旋转速度，有效的防止电机烧坏事故的发生。

2 变频调速技术的优点

（1）与传统的设备相比，变频调速技术在煤矿企业中的应用可以降低煤矿机电设备造成的损耗，由于变频调速技术具有软启动功能，所以，设备启动时大电流对机械的冲击能够相对减少，使机械设备在运作的过程中不易磨损，也减轻了电流对电网的冲击和对供电容量的要求，不仅能延长设备的使用寿命，还降低设备的维修成本。

（2）变频调速技术的使用实现了发电机的异步调速，使发电机的转速可以随意变动，并且具有可靠的保护功能，能够保证发电机能在转速随意变动的过程中保持运行的安全和稳定，当发电机电流超载时，能对发电机进行过流、过载的保护，这样能有效的保护发电机和供电设备的安全运行。

（3）变频调速技术可根据设备的需要和煤矿开采的实际需要调节电能，能大大降低设备的耗电量。

（4）变频调速技术能降低发电机的噪音和机械的震动，可减小机械的磨损，其工作效率高，并且它的调速范围很大，精度高，能实现无级调速。

3 变频调速技术在煤矿机电中胶带输送机的节能应用

胶带输送机作为煤矿开采的重要设备，其主要作用是输送煤炭，尤其是在神华神东煤炭集团千万吨矿井生产系统中占有着非常重要的作用。当前，很多煤矿企业中所用的胶带输送机仍然是传统的交流三相异步电动机，使用液力偶和器来实现轻载启动。在胶带机运行过程中无法达到调速的目的，更谈不上节能，在重载起动时，电流比较大，容易发热，浪费了大量的电能，很容易对机械造成冲击，导致机械的损坏。

变频调速技术在胶带机机中的应用能够安全的解决传统设备带来的弊端，使胶带机机在工作过程中保持平稳的状态。首先，变频调速技术允许电网电压波动的范围比较大，一般在±20%范围内，不会因为电网的波动影响胶带机机的运输性能；能够实现对胶带机的无级调速，保证胶带机机加速、减速的平滑和稳定，同时，电流的冲击小，能够降低机械的冲击强度；启动平稳，具有超强的过载、过量、过压、过热等保护功能；变频调速技术还能实现数学信息化的控制和对胶带机的远程控制，增加调速的精确性，减少能量的消耗，降低机电的维修。

下图为胶带机启车，停车曲线图。

二二南翼胶带机

速度 功率 转矩 电压 电流

20% 47kw 1180 240v 187

40% 106kw 1407 430v 228

60% 140kw 1341 540v 231

80% 165kw 1197 620v 218

100% 154kw 998 730v 174

上图分别为两部胶带机主电动机在不同速度下功率，转矩，电压，电流的参数对照。

注：胶带机为三台主驱动电机，每台功率为500KW，额定电压为660V。转矩单位为Nm.

4 结语

随着经济、技术的发展，变频调速技术在煤矿企业中的应用越来越广泛，变频调速技术是一种通用的节能技术，它以自身无可比拟的优势在煤矿企业中占有着重要的地位，从变频调速技术的应用现状来看，其在煤矿开采业中的发展前景是非常广泛的，未来，变频调速技术必然成为煤矿机电设备发展的主要趋势，因此，煤矿企业必须贯彻落实国家的节能减排目标，在应用现有的变频调速技术的基础上，跟随着时代的发展不断对技术进行更新，并努力研究、开发与时代和煤矿企业相匹配的新变频调速技术，努力实现企业的科学发展。

参考文献：

[1]欧阳本文，朱长东.浅谈变频调速技术在煤矿企业中的节能应用[J].科技与企业，2012（18）.

[2]韩娟娟，上官松文.变频调速技术在煤矿机电领域的节能作用[J].科技信息，2010（13）.