礦井通風(fēng)是保證井工生產(chǎn)的基本條件，而礦井通風(fēng)機則是實(shí)現安全、經(jīng)濟合理通風(fēng)的主要手段和設備。由于礦井生產(chǎn)的特殊性，決定了通風(fēng)機功率大，連續運轉時(shí)間長(cháng)，耗電量大。據某礦務(wù)局統計，全局11對礦井共有通風(fēng)井13個(gè)，裝備主扇風(fēng)機27臺，總裝機額定功率11 400 kW，全局主扇耗電量占原煤生產(chǎn)耗電量的28. 2 ，平均效率在50左右，低的只有10.由上述數據可見(jiàn)，礦井主扇風(fēng)機的電能浪費十分嚴重，究其原因很多，有礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò )特性和主扇風(fēng)機特性不匹配的問(wèn)題，有主扇設備型號老舊、性能落后的問(wèn)題，有礦井通風(fēng)阻力過(guò)大的問(wèn)題，有漏風(fēng)損失嚴重的問(wèn)題，但主要原因還是由于風(fēng)機能力過(guò)大，造成了大馬拉小車(chē)的現象，新建礦井尤為嚴重。圍繞節能改造，許多單位采取了各種各樣的辦法，但效果都不太明顯，因此，研究節能有效途徑，改造現有設備，對煤炭行業(yè)減虧增盈、提益意義重大。本文介紹的變頻技術(shù)，是降低煤礦電耗的有效途徑之一。

　　1變頻技術(shù)節能原理在礦井風(fēng)機選型時(shí)，額定風(fēng)量通常都超過(guò)礦井實(shí)際所需的風(fēng)量，大多數風(fēng)機在運行時(shí)根據工藝要求不斷地調節風(fēng)量和風(fēng)壓，通常調節風(fēng)量和風(fēng)壓的方法有兩種：一種是控制輸出、輸入端的風(fēng)門(mén)開(kāi)度，一種是控制電機的轉速。目前采用擋板或閥門(mén)來(lái)調節風(fēng)量的方法較為普遍，這種方法雖然投資少、控制簡(jiǎn)單，但由于人為地增加了通風(fēng)阻力，因而造成電能的大量浪費，如果設想將這種方式改變成通過(guò)調節風(fēng)機轉速來(lái)改變風(fēng)量，使電機的耗電量隨著(zhù)負荷大小而變化，則可達到節能的目的，這也是變頻技術(shù)的核心所在。

　　1. 1風(fēng)機參數及特性曲線(xiàn)電機軸功率P、風(fēng)機風(fēng)量Q和風(fēng)壓H之間的關(guān)系如下：風(fēng)機的特性曲線(xiàn)如圖1所示。圖中標出了以擋板開(kāi)度表示的阻力曲線(xiàn)。

　　從流體力學(xué)原理可知，用轉速控制風(fēng)機張少春秦喜文利用變頻技術(shù)實(shí)現風(fēng)機節能時(shí)，風(fēng)量、風(fēng)壓及電機軸功率和轉速的關(guān)系可表述為：式中n――轉速。

　　上式的含義即為：風(fēng)量Q與轉速n的一次方成正比，風(fēng)壓H與轉速n的二次方成正比，軸功率P與轉速n的三次方成正比。

　　1. 2風(fēng)機變頻節能原理分析設圖1中N為額定轉速時(shí)的Q _ H曲為擋板全開(kāi)時(shí)阻力曲線(xiàn)，其焦點(diǎn)A即為該風(fēng)機的設計工況點(diǎn)。

　　用擋板控制時(shí)，由于要減小風(fēng)量，擋板開(kāi)度變小，使擋板阻力變大，阻力曲線(xiàn)從T移到T 1，風(fēng)壓從H上升到H 1，風(fēng)量從Q減小到Q 1，運行工況點(diǎn)隨之從A點(diǎn)移到B點(diǎn)。

　　用調速控制時(shí)，擋板全開(kāi)（開(kāi)度T） ，阻力曲線(xiàn)T不變，風(fēng)機的特性取決于轉速，如果把轉速從n降到n 1，特性曲線(xiàn)也從N移到1，結果運行工況從A點(diǎn)移到A′點(diǎn)，風(fēng)壓從下降到H 2，風(fēng)量從Q減小到Q 1，獲得了同樣的風(fēng)量效果。

　　求出利用常規擋板方法時(shí)風(fēng)機的軸功率為：利用變頻技術(shù)時(shí)的風(fēng)機軸功率為：也就是說(shuō)用擋板控制時(shí)，獲得同樣的風(fēng)量Q比用變頻技術(shù)時(shí)多耗電ΔPkW，而且由板前后風(fēng)壓差越大，損耗功率越大。風(fēng)機變頻調速與用擋板相比在相同風(fēng)量下，節電率為：2變頻技術(shù)在風(fēng)機節能中的應用2. 1使用變頻技術(shù)的某礦井風(fēng)機有關(guān)參數風(fēng)機額定風(fēng)量： 4266. 77 m主軸轉速： 480 rpm電機容量：　kW電機電壓： 380 V電機電流： 425 A電機轉速： 495 rpm礦井所需風(fēng)量： 1 530 m 2. 2所用變頻裝置有關(guān)參數主電源：三相，電壓380 V基波功率因數，額定值時(shí)0. 98總功率因數，額定值時(shí) 0. 95電機聯(lián)接：電源，三相0～所需的供電電壓頻率， 0～所需的供電頻率頻率分辨率， 0. 01 Hz環(huán)境溫度， 0～40℃冷卻方式，集中式風(fēng)冷相對濕度，　95不結霜標準性能：數據顯示輸出頻率、電機電流、電機轉速、輸出電壓、中間回路直流電壓、散熱器溫度、電機功率、電機轉矩、操作時(shí)間、電能計量、參數設定、報警及故障信息。

　　電機電流調節：自動(dòng)調節轉差率補償：可編程其它：遠程控制及顯示3使用效果分析使用變頻調速技術(shù)前后的各參數如表1.

　　張少春秦喜文利用變頻技術(shù)實(shí)現風(fēng)機節能技術(shù)參數主軸轉速風(fēng)量全壓電機電壓電機電流有功功率無(wú)功功率運行頻率變頻調速前變頻調速后由表1及現場(chǎng)觀(guān)察，變頻技術(shù)有下列優(yōu)點(diǎn)：3. 1改善了電網(wǎng)運行質(zhì)量使用變頻調速技術(shù)，明顯改善了電網(wǎng)的運行質(zhì)量，實(shí)現了*意義上的軟起動(dòng)。起動(dòng)時(shí)，只需按下起動(dòng)鍵，電源頻率便自動(dòng)由0 Hz以0. 1 Hz的分辨頻率上升到給定頻率，電機便由0轉速逐漸平穩地加速到給定頻率的對應轉速，在整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中輸出頻率、輸出電流、輸出電壓、輸出轉矩在控制下平滑地增加，因此沒(méi)有工頻起動(dòng)時(shí)過(guò)大的起動(dòng)電流對電網(wǎng)的沖擊，保證了電網(wǎng)的穩定運行。

　　3. 2減小機械沖擊變頻調速減小了機械沖擊，提高了設備的使用壽命。變頻起動(dòng)時(shí)，因電機輸出轉矩是隨頻率的平滑增加而增加，因而沒(méi)有工頻起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的較大的起動(dòng)轉矩對機械零部件的沖擊和損傷。

　　3. 3經(jīng)濟效益顯著(zhù)變頻節能經(jīng)濟效益顯著(zhù)。使用變頻技術(shù)后年節變電量1. 03 M W？ h，年節電費25. 8萬(wàn)元，不到一年時(shí)間就收回了全部設備投資。

　　3. 4具有可編程功能變頻技術(shù)具有可編程功能，運行參數可以根據礦井不同服務(wù)期內所需風(fēng)量的實(shí)際要求而隨時(shí)調節，以達到供需平衡的目的。

　　3. 5操作簡(jiǎn)單、運行可靠變頻起動(dòng)簡(jiǎn)單，不需像工頻起動(dòng)那樣將外立風(fēng)門(mén)關(guān)閉，等起動(dòng)完成后再將風(fēng)門(mén)打開(kāi)，只需按下起動(dòng)鍵風(fēng)門(mén)在任何位置均可起動(dòng)，而且能長(cháng)期可靠運行。同時(shí)，變頻運行時(shí)主扇運行噪音遠小于工頻運行時(shí)的噪音，減少了噪音污染，改善了主扇運行環(huán)境。

　　需要指出的是利用變頻技術(shù)初期投資大，國產(chǎn)變頻器質(zhì)量不穩定。

　　4結論（ 1）變頻技術(shù)應用于風(fēng)機節能效果十分顯著(zhù)，建議我省煤炭系統在具備條件的礦井積極推廣。

　?。?2）盡快提高國產(chǎn)變頻器的質(zhì)量，以降低變頻器的成本，達到大面積推廣、節能降耗的目的。

　?。?3）變頻技術(shù)不僅能應用于風(fēng)機節能，而且也能應用于水泵、絞車(chē)等連續運轉的設備的節能。