变频技术在通风机运行中的作用分析

李美晋

（山西汾西矿业（集团）有限责任公司高阳煤矿，山西孝义032306）

引言

变频技术在煤矿的生产和运行中发挥着越来越重要的作用，尤其是在通风机的使用和运行中显得更为重要，因此分析变频技术在通风机运行中的作用十分必要，在对其进行分析之前，阅读了很多前人的文章，其中，李红分析了变频调速技术在矿井通风机中的节能应用，指出了变频技术具有易启动和对电机保护功能齐全的作用[1]；苏亦山研究了变频调速技术在煤矿风机中的应用，指出了变频技术具有节约电能和免维护的作用[2]；刘东慧、韩正菊等人分析了变频技术在矿井通风机改造中的应用，指出了变频技术具有节能和节约成本的作用[3-4]。尽管有很多研究人员对变频技术在通风机中的应用进行了研究，然而并没有对其作用进行详细的阐释，因此对变频技术在通风机运行中的作用进行探讨。

1 变频技术的应用情况

变频调速技术调速精确、调速范围广泛，而且变频技术在节电节能方面的优势是其他交流调速所无法实现的，因此，变频技术受到各煤矿及钢铁企业、冶金企业、印染企业等的广泛欢迎，变频技术拥有广阔的市场[4]。

2 通风机变频技术节能原理

变频技术原理依据于流体力学比例定律，由此可知，当通风机的转速从额定转速发生变化时，转速和风量形成正比关系，转速的三次方和轴功率之间形成正比，风压和转速度平方形成正比，这就是此时风压和风量以及功率之间的关系[5]，从这里可以看出变频调节技术的节能效果十分显著。

3 变频技术在通风机的应用中应考虑的因素

3.1 能源的节约

首先，在对变频设备进行选择时要选择直供式设备，检查设备的电压是否和供电电压一致，还要考虑该设备是否能够对高次谐波有良好的抑制作用，以免其影响其他设施的正常运转。其次，要选择谐波高次分量小的变频设备，有效地避免电动机功率因数发生变化[6]。再次，要考核变频设备是否能够在正常电压波动的情况下继续工作，允许正常波动的设备在电网发生闪落时能够工作，避免通风设备的停止运行的状况出现。最后，为了有效地避免铁芯损害，要选择能耗低效率高的变频设备。

3.2 可靠安全性能

首先，在对变频设备的工作频率进行设置时不必按照传统的反风的形式，而可以对变频设备的负频率进行设置。其次，将通风机的叶片进行位置调节，调节时要依据风压和风量的数值，考查风机的曲线特性，然后依据曲线特性选择工况点并进行转动速度设定，然后再设置产品设备的使用速率[7]。再次，定期的进行煤矿井下反风演习，以确保在紧急情况下通风机能够迅速进行反风操作，以保证井下反风量正常，保障井下作业人员安全。此外，要定期对通风机倒机切换，以为日后的通风机维护工作做好铺垫。

4 变频技术的优点

4.1 操作简单便捷

通风机的启动时间通常为8 min，而且在启动后风量无法自动调整，而应用了变频技术的通风机可以在1 min内实现启动[8]，而且可以依照矿井在实际生产中的通风量需求来调节自身风量。

4.2 调速高效

变频技术可以灵活的改变通风机的频率，而且能够使通风机在出现变化之后的频率同步转速附近继续运转，又不会导致额定转差损失增加。

4.3 调速范围广

变频技术的调速范围比较广，通常可以控制在50 Hz以内[9]，其调速装置效率相对较高。

4.4 在某种情况下，变频装置可以退出运行

当运行频率达到50 Hz及以上时，变频装置可以退出运行，因为此时变频装置的调速的经济性能并不高，因此最好退出。变频装置退出后由电网直接供电利用节流的方式[10]。

5 变频技术在通风机运行中的重要作用

5.1 软启动能够延长通风机的使用寿命

在通风机上应用变频技术后，从通风机初启动到完成运转期间并没有出现具有冲击性威力的极速电流，可见变频技术的应用使通风机实现了软启动，能够对通风机起到保护作用，有利于延长通风机的使用寿命。

5.2 降低风机噪音

使用了变频技术后通风机的转速相对降低，因此在通风机运转时原有的噪音得以降低，为井下作业人员提供相对安静的环境。

5.3 提高功率因数

在通风机应用变频技术以前，如果存在无功率因数现象，要安装无功率补偿装置，而变频技术应用以后通风机的功率因数存在，节约了购置并安装无功率补偿装置的成本。

5.4 节约电能

在应用变频技术以前，对通风机的通风量的调节需要通过电气调节方式进行，也可以通过机械调节方式进行，比如通过调节叶片角度来调节风量，或者通过改变叶片弦长来调节风量，而这样的调节过程相对耗时，对电能的消耗较大，效率也不高。而变频技术的应用可以使通风机实现自动调节风量，既节约了时间又节约了电能。

6 结语

变频技术是煤矿通风机运行中的一项重要技术，随着交流调速技术的不断改善，变频技术的不断发展，利用变频器进行调速越来越广泛，尤其是对煤矿企业安全运行极为重要。普通电动机采用变频调速后，在其拖动负载无须任何改动的情况下，即可以按照生产工艺要求调整转速输出。因此，掌握变频技术的工作原理及特点，对频技术在煤矿通风机运行中十分有益。只有这样，才能保障煤矿通风机的正常工作，并促进煤矿企业的顺利发展，提高企业的生产效率。

[1]李红.变频调速技术在矿井通风机中的节能应用与分析[J].科技信息，2010（25）：80-83.

[2]苏亦山.变频调速技术在煤矿风机中的应用[J].煤矿安全，2004，35（7）：31-32.

[3]刘东慧，韩正菊，冯师伟，等.浅谈变频技术在矿井通风机改造中的应用[J].科技创新与应用，2013（35）：290.

[4]李家会.变频调速技术在煤矿通风中的应用[J].华章，2012（16）：326.

[5]李惠平.矿井主通风机变频调速节能技术的应用[J].煤炭工程，2012（7）：56-58.

[6]田玉芳，周家胜.矿用通风机的变频改造[J].煤矿机械，2004（7）：100-101.

[7]马修峰.变频技术在煤矿主通风机设计中的方案优化[J].煤矿机电，2010（4）：62.

[8]李勇，吴建平，刘海峰.变频技术在煤矿通风机控制系统中的应用设计[J].信息技术，2009（8）：25.

[9]王梅.变频调速技术在矿井主通风机节能改造中的应用[J].煤炭技术，2013（6）：46-48.

[10]曹世伟.煤矿风机变频调速技术的应用[J].科技研究，2014（8）：316.