【摘 要】本文分析了煤矿传统风机在运行时存在的问题，为实现节能主要通风机运行采用变频控制降低了电力线路电压波动；启动时需要的功率更低；因其具有可控的加速功能和可调的运行速度；极大的保护了主要通风机的正常运行，确保主要通风机的安全高效运行。
【关键词】文明矿井；主风机；变频技术
1.文明矿简介
文明矿10KV供电线路为农电，主电源526线路来自杜家村35KV站，在井上使用两台型号为FBCDZ NO.28/2×250型地面用防爆抽出式对旋轴流通风机为井下供风，整个矿井通风机为变频控制，抽出式通风方式。
2.煤矿传统通风机运行过程中存在的问题分析
在生产过程中，矿井风量需求及通风网络情况是动态过程，需要对风机工况进行适时调节以满足生产要求。煤矿主通风机传统的控制方式是风机全速运行，通过调节风叶安装角度或风门开度调整所需风量。这种运行方式能耗大，约占煤矿能耗的15%～20%左右，并且调节不方便，前者需停机操作，且会对风机效率产生影响，而风门开度调整属风量节流调节，会造成能源的浪费。
3.风机变频节能技术的应用原理
3.1变频调速原理
运用变频调速技术自动调节风机转速的方法，可实现不改变风机的效率，在各工况下不停机调节风机风量的目的。风机转速的调节则通过调整拖动风机的电机的转速来实现。异步电动机的转速为
n=60f1（1-s）/p（1）
式中f1———电源频率，Hz；
s———转差率；
p———电动机磁极对数。
要改变转速，采取的措施有3个方面：①改变转差率s；②改变电机的极对数；③改变电源频率f1。
然而，实际情况是一旦风机的配套电动机选定，如不进行特殊的处理，其p和s为定值，这时电动机的转速将与供电频率成正比，即电源的频率越高，转速就越高，反之，转速越低。
3.2调节阀门与调节风机转速节流下的节能分析
调节风机风量的方法主要有2种：一是风门的开度恒定，调节电动机的转速；二是电动机的转速恒定，调节风门的开度。其中第1种方法即运用变频调节技术，根据变频器调节风机工况，在满足风量要求的情况下达到节能之目的。图1为风机的特性曲线与管网曲线图。
图中曲线H-Q-1，H-Q-2分别为风机转速为n1，n2时的风压—风量特性曲线。h1，h2为管网特性曲线，管网特性曲线与风压—风量特性曲线的交点即为风机的工作点。以下分析2种调节风量法的节能情况。
A点对应的风量为QA，风压为H1，是风机的原工作点，将管道风量从QA调到QB，用调节阀门和调节风机转速2种方法进行对比分析。
（1）阀门关小，调节阀门。管网特性曲线从h1变为h2，风机的特性曲线仍为H-Q-1，但风机的工作点由点A变到点B，对应风压由H1变到H2。假设风机工作在A点时，效率最高，此时输出风量QA为100%。此时轴功率为P1，且P1与Q1，H1的乘积S1成正比，即P1∝SAH1OQA，当需要调节风量时，把矿井所需风量从100%减少到额定风量的60%，即从QA减少到QB时，如果用调节风门的方法来调节风量，将会使管道阻力曲线由曲线h1变为曲线h2。显然，由图1可知，用减小风门的开度来调节风量将会增加管网阻力值。此时，系统的工作点由原来的A点移至B点。风机输出风量虽然降低了，但相对风压却增加了，此时轴功率P2与面积四边形BH2OQB的面积成正比，即P2∝SBH2OQB
（2）若调节风机转速，使风机转速由n1降到n2。根据风机参数的比率定律，可得出在转速为n2工况下的风压—风量（H-Q-2）特性曲线图，此时，风机在C点处运行。
可见，在保证同样风量QB的情况下，调节转速可使风压大幅度降低到H3，此时的轴功率为P3，H3与QB乘积的面积为SCH3OQB。
比较在2种情况下得到风压与风量乘积，用图形面积可以直观得到：SAH1OQA>SAH1OQA，显然P2>P3，即采用变频调速的方法在获得同样风量的情况下，电机的轴功率得到了明显降低。由此可见，用调速的方法来控制风机工作状态的节能效果十分有效。与调节风门后的P2与P1相比，减少不明显。
4.煤矿风机变频节能实现
使用变频控制技术时可达到同时启动和停止的效果，而需要工频控制时又可以分别启动，平时工作时主要抽出式对旋轴流通风机由变频控制运转，另外1台可待机备用。每台对旋轴流通风机又分别具有工频、变频控制功能，工频控制为变频控制的备用。通过2台对旋轴流通风机的相互配合及变频控制与工频控制相结合的方式来确保矿井通风安全，一次侧接线如图2所示。
4.1具有变频器跳闸抑制功能、过电流抑制功能、过电压抑制功能，根据负载调整所需的加速时间和减速时间，减少了跳闸的发生，提高了风机运行的安全性。
4.2具有可编程序运行功能，实现简易顺序控制功能，可以简化上位装置和周边回路，节约了控制柜空间，降低了成本，提高了变频控制柜可靠性。
4.3采用冷却风扇、平滑电容等长寿命部件，具有寿命诊断功能，可以发出预告信号，提示在这些部件发生故障前对其进行更换，提高了变频器的可靠性。
4.4一个按钮即可实现变频器的紧急切断，不通过变频器的CPU，通过硬件就可以切断输出，从而实现高可靠性紧急切断，保证应急停风机的要求。
5.结语
采用变频调速的转速控制法在调节风机负载运行状态时，能改变风机的性能曲线，使风机始终运行在高效区，提高风机的运行效率。变频调速则可以通过变频改善启动特性，减少电网冲击。通过变频可控制无附加转差损耗，效率高且调速范围宽。
参考文献
[1]孔国财.矿井主通风机控制系统变频节能技术应用探讨[J].科技资讯，2010
[2]李君华.变频技术在煤矿节能中的应用[J].煤炭技术，2010，29.
