试验研究*主扇风机应用变频调速器实现节电初探吴成亮0（山西西山白家庄矿业公司）了矿井主扇风机应用变频调速取得的节电效果。

　　矿井主扇风机的实际工作情况，取决于主扇风机的特性曲线和矿井管网的特性曲线。在矿井服务年限内，矿井管网的特性曲线是变化的，即发展型矿井通风阻力随矿井的延伸而增大，衰减型矿井随盘区或工作面的减少所需要的风量也随之减少。风量是随着矿井的生产能力和其它条件的变化而变化的，不是一个固定不变的量。这就要求在矿井通风中要及时对主扇风机的工，况进行调整，以满足矿井安全生产的需要。应用变频调速器调整主扇风机的工况，既节约电力，又能满足矿井安全生产的需要，是一个值得探讨的问题，也是目前煤矿电机节能降耗的有效途径之一。

　　1主扇风机应用变频调速薄节电的原理分析风机风压一风量特性曲线见。风机在没有进行调速时，基频恒速下的风量一风压（Q―H）特性曲线为（1），管网风阻特性曲线为（2），设风机在设计时A点效率*高，输出风量为100 %，此时电机的轴功率P2与AH，的乘积AHiOQ，成正比，假定当风量只需50%（时，即Q2.如采用风门调节方法相当于增加了风阻，管网特性曲线由（2）移至曲线，系统的工况点由A点移至B点，从可看出与面积BH2OQ2成正比的轴功率P2减少不多，且风压由升到了H2.如果采用变频调速器调节，情况就大不相同了。当风1转速由基频时的转速11，降到风量为Q2时的转速，根据风机参数的比例定律，可画出在转速n2的风压一风量（H*Q）特性曲线，并可看出，在满足同风量的情况下，风压由叶到了H3，与面积CH3OQ2成正比的轴功率也明显的减少。根据比例定律：可以看出，主扇风机转速的改变，可以使主扇风机风量与转速成一次方正比变化，风压与转速成二次方正比变化，轴功率与转速成三次方正比变化。又根据《=（60f/p）（l*s）（：77*风机转速；/*交流电频率；/>电机极对数；s风压（H）―风量（Q）特性曲线由上述说明，改变动机的供电频率，可以改变电动机的转速即风机的风量，可以调整主扇风机的工况。当风量下降到80 %时，电机轴功率下降到原来轴功率的51%；当风量下降到50 %时，则电机轴功率下降到原来轴功率的13%，节电效果十分明显。应该说明一点，依比例定律计算出的电机理论轴功率是没有考虑转速降低所引起风机效率降低及附加控制装置的效率影响，即使扣除这部分的影响，节电效果也比其它方法有效。

　　①：吴成亮男197〗年出生1996年毕业于河北煤炭建筑工程学院助理工程师太原322 2应用变频调速器的优越性应用变频调速器对电机有以下优越性：实现电机转速的无级变化。

　　有无功就地补偿功能，使功率因数提高到98 %以上。

　　转矩补偿功能，即保持电压/频率（V/f）为一常数，避免当电源频率下降，造成电机磁路过饱和‘增大励磁电流，使电机负载能力下降，功率因数变小。

　　变频器自身的保护功能齐全。有输人电压不足保护，直流过电压保护，过流保护，短路保护，冷却散热片过热保护，失速的防止，烧损的防止，保险丝短路的保护等，大大提高了电机运行的可靠性。

　　电机可直接启动，启动电流不超过电机额定电流的1.7倍，减少对电网和设备的冲击。

　　降低电机的噪音和温升，延长电机的使用寿命，改善操作环境。

　　3变频调速器在主扇风机上的适用范围并非所有的主扇风机利用价格昂贵的变频调速器都能节电。如果风机在运行中风量正好或略大于正常安全生产所需的风量时，就不能再应用变频调速器。因为此时风机运行风量已经饱和，如再降低电机供电频率，则不能满足矿井安全生产的要求，在《煤矿安全规程》中也是不允许的。但西山煤电集团公司风机设计选型时，一般都按*大需风量而定，因此经常出现供电量大于实际需风量的现象。这样调节范围越大，使用变频调速器的节电效果就越好。因此变频调速器适用于主扇风机有富余风量的矿井。

　　4变频调速器的选择购进国外高质量的变频调速器，由于控制的自动化程度高，除能改变电源的频率外，其辅助功能也有较高的水准，它可以近控或远控，也可以将参数的变化通过传感器达到自动控制的目的，直至电脑程序控制，由于水准越高它的价格就越昂贵，应谨慎选用，以免造成不必要的投资。变频调速分为电压/频率（VA）比恒定控制和矢量/频率（F/f）控制两大类，因为西山煤电集团公司主扇风机是一种对调速精度要求不太高的生产设备，所以应选用F（/f比恒定控制。对通风系统完善，井下变化不大，运行较稳定的风机，应优先考虑选用辅助功能少，而保护功能又能满足风机电机基本保护要求的变频调速器。

　　主扇风机使用变频调速器的容量选择，应采用比例定律，计算出变频后的电机功率，而后确定多大的容量的变频调速器，其方法是依比例定律：。

　　运行中的风机只要测出基频运行的风量和电机输人功率，当确定了井下实际所需风量时，就可以计算出所需风量对应的电机功率。依据：一变频调速器所承受的容量；一调节系数；就可以确定变频调速器所承受的容量值。*后选择高于尸t等级的变频调速器，并考虑矿井延深变化，所需风量增加等因素，以延长变频调速器的使用年限。

　　5变频调速器的调试功能选好变频调速器的型号、容量、并计算出理论运行频率后，仍要以井下实际测定风量来校核。调试过程见。

　　变频调速过程示意图由可看出，变频后测得风量偏小时，加大变频器的频率；变频后测得风量偏大时，减小变频器的频率；测得风量恰好满足安全生产要求时，确定变频调速器的实际运行频率，使风机进人稳定运行。

　　以固定道爪，另用*12mm钢筋制成U型钢件，或分别制作两件特制零件在轨道下部焊接做道爪。为了防滑，在轨道与轨枕的接合面要加垫35mm厚的胶垫（或废皮带均可）。轨枕拆除回收后，将原道爪敲掉重换道爪就可以多次复用。

　　3安装与使用注意事项在上下山铺设轨道时，防止坡度较大底板打滑的情况。要采取防止轨枕整体下窜的措施，即使用一些200mm宽的木楔，由坡的下方，向上每根垫背两个。

　　如果遇有底板软在轨枕承重时，工字钢容易钻人底板，在这种情况下，亦可在工字钢下边铺垫一些超越工字钢的木头背板。

　　4效益分析1）西山煤电集团公司东曲矿经过一年来的使用，效果良好，达到了预期目的。

　　2）经济效益显著。使用的回收旧矿用工字钢均为回收废旧棚梁，连加工费，每根成本按15元计，改制轨枕使用年限按5年计，年折旧成本费仅3元，提高效率20倍，年节约费用按400万t矿井计，仅此一项，可节约：人工搬运费可节约50%，工资*少10万yu由于工字钢重量轻30kg，砼轨枕45kg减轻了劳动强度，受到了工人师傅的欢迎。

　　5推广前屡如果该项成果在全公司乃至全国推广使用，经济效益可观。

　　更主要的是为矿井废旧钢材复用开创了一条新渠道。11工字钢因原来做了支护，一般不再复用，都按废钢材卖掉，如果如此复用，可节约大量原材料。

　　（上接第65页）6节电效益分析矿井在选择通风时，风机风量往往远大于井下实际所需风量，采用风门调节时，风机远不能进人篼效区，电机耗电高，效率低。如在满足同样需风量的前提下，使用变频调速器对风机进行调速控制，比非调速状态下，用风门控制流量时，电机的轴功率下降到原来轴功率的1040 %，一年可节电几百万kWh.按0.3元/kWh计算，一年可节约电费几十万元。而集团公司大部分风机均没有进人高效运行区，电力的损耗是很大的。如普遍采用变频调速器的方法节约电力，效益将十分显著。