变频技术及其在矿井主扇中的应用
煤矿主通风机变频调速及控制监控系统
煤矿主通风机变频调速及控制监控系统一、概述煤矿巷道通风系统，在煤矿的安全生产中起着至关重要的作用，由于煤矿开采及掘进的不断延伸，巷道延长，矿井所需的风量将不断增加，风机所用功率也将加大；四季的交替，冷热的变化，所需的风量也需不断调节。
变频调速以其优异的调速和起动性能，高效率、高功率因数、节电显著和应用范围广泛等诸多优点而被认为是主扇风机最适合的调速方式，可以实现以下几个功能：●节能降耗，降低长达几十年的生产成本；●软起动特性，大大延长机械使用寿命；●无人值守，提高自动化运行程度，安全生产。
二、变频节能原理变频调速控制系统利用变频调速来实现风量（风压）调节，代替挡风板等控制方式，不但可以节约大量的电能，而且可以显著改善系统的运行性能。
曲线（1）为风机在恒定转速n1下的风压—风量（H―Q）特性，曲线（2）为管网风阻特性（风门全开）。
假设风机工作在A点效率最高，此时风压为H2，风量为Q1，轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比，在图中可用面积AH2OQ1表示。
如果生产工艺要求，风量需要从Q1减至Q2，这时用调节风门的方法相当于增加管网阻力，使管网阻力特性变到曲线（3），系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。
从图中看出，风压反而增加，轴功率与面积BH1OQ2成正比。
显然，轴功率下降不大。
如果采用变频器调速控制方式，风机转速由n1降到 n2，根据风机参数的比例定律，画出在转速n2风量（Q―H）特性，如曲线（4）所示。
可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，功率N3也随着显著减少，用面积CH3OQ2表示。
节省的功率△N=（H1-H3）×Q2，用面积BH1H3C表示。
显然，节能的经济效果是十分明显的。
由流体力学可知，风量与转速的一次方成正比，风压H与转速的平方成正比，轴功率N与转速的三次方成正比。
采用变频器进行调速，当风量下降到80%时，转速也下降到80%，而轴功率N将下降到额定功率的51.2%，如果风量下降到60%，轴功率N可下降到额定功率的21.6%，当然还需要考虑由于转速降低会引起的效率降低及附加控制装置的效率影响等。
高压变频调速器在矿井主扇中的应用
和 电动机 的规格和容量都要 有一 定的余量 ，以适应通风 网络阻力变化 和风量变化 的要求 。因此通 风机 的正常运行和经济运行都要 求进行风
量调节 。
二、 通风主扇通风量 的调节 方法 通风机 的风量调节 ，是通过改变通风机本身 的特性 曲线或改变外 部管 网特性来进行 的。可 分为风机恒速时 的风量调节 和风机变速时 的 风量调节 。 １ 对轴 流式风机 ， 、 通过增 减加工作级数 、 变叶片安装角度来实现 改 风量 的调节 。 这些调 节必须 在风机停机 时才可进行 ， 但 无法实现通风量 的平 滑调节 和实际通风量的要求 的随动。 对于离心式风机 ，目前都是通过通风机 口及风道或风道 阀门的开 启度 ， 人为地改变通风截面 ， 改变通风阻力 ， 最终实现对风量的调节 。 这 是一种很不经济的调节方法。 ２ 通风机变速时的风量调节 ， 、 可分为以下ｊ种 ： ’（ ） １液力耦 合器 ， 电机和负载之 间串人一个液 力耦合装 置 ， 在 通过 液面的高低调节 电机和负载之间耦合力 的大小 ， 实现负载 的速度调节 。 这种调速方法实质上是转差动功率消耗 型的做法 ，其主要缺点是 随着 转速下降效率越来越低 ， 能耗浪费大 ， 并且维护工作量大。 （） ２ 串极调速 ， 串极调速 的须采用绕 线式 异步电动机 。将转子绕 组 的一 部分能量 通过整 流 、 变再送 回电 网 ， 逆 而且 现在工 业现 场几乎 都 采用 鼠笼式 异步 电动 机 ， 换电机非 常繁锁 ， 这种调 速范 围一般 在 更 且 ７ ％一 ５ 调速范围窄。 ０ ９ ％， 容易造成对电 网的谐波污染 ， 功率因数也低 ， 维 护工作量大 ， 属落后技术 。 （） ３ 变频调速 ， 变频调速 以其节能 效益显著 ， 调速精度 高 ， 运行 安全
变频节能技术在煤矿的应用
（ ｉ ｎｊ ｎ ｏｌ ｏａｉ ａ Ｔ ｃ ｎｌ ｙＣ ｌ ｇ ，ｈ ａｇａｈｎ１５０ ，ｈｎ ） Ｈｅｏｇｉ ｇＣ ａ Ｖ ｃｔ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｏ ｅｅ Ｓ ｕｎｙｓａ ５ ０ １Ｃ ｉａ ｌ ａ ｏｌ ｏ ｌ
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅｐ ｐ ｒｅ ｐ ｕ ｄ ｈ ｐ ｌ ａｉｎ ｏ ｅ ｖ ｒ ｂｅ￣ｅ ｕ ｎ ｙｅ ｅｇ ｏ ｓｒａｉｎ ｔｃ ｎ ｑ ｅｉ ａ ｏ ｓｍｉｅ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ａ ｅ ｘ ｏ ｎ ｓｔ ｅａ ｐｉ ｔ ｆ ｈ ａｉ ｌ ｃ ｏ ｔ ａ ｑ ｅ ｃ ｎ ｒｙ ｃｎ ｅｖ ｔ ｅ ｈ ｉｕ ｎ ｖ ｒ ｕ ｎ ｏ ｉ
况， 变频器 可设 置 ５个频率段 主令控制 器 的不 同位 置对 应不 同的直 流控制 电压 ， 即对应 不 同的运行频 率 。
构打 开扇 风机 前导 器 ， 扇 风 机进 人 工 作 状 态 。若 为 使 工频 方式则 控 制风机 降 压 启 动 ， 当启 动 电流 降 至 设 定
（） ３ 自动限速保护。当运行接近终点时给 出一个 减 速信号 ， 接到 此减 速信号 后 ， 如主令 控制器 已操 作减
ｅ ｕ ｐ ｎ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍｓｗｈ ｃ ｒ ｅ ｎ ｌ ｔｎ ｖ ｎ ｉａｉｎ， ｏ ｌｅ ｔａ ｔｏ ｎ ｒ ｎ ｐ ｒ． ｑ ｉ ｍｅ ｔｃ ｎｒ ｌｓ ｓｅ ｉｈ ａ ｅ ｕｓ ｄ ｉ ｉ ｉ ｇ， ｅ ｔｌｔ ｆ ｏ ｃ ａ ｘ ｒ ｃｉｎ ａ ｄ ｔａ ｓ ｏ ｔ
定信号控制。该信号与风量传感器反馈信号同时进人
７ ８
《 电气开关》 ２ Ａ Ｄ模块 ， Ｃ Ｕ比较 调节后 ， 出信 号 由 Ｄ Ｌ ／ 经 Ｐ 输 ／ Ａ模块送 至 变频器 频 率设 定 接 口， 节 变频 器 输 出频 调
深部开采通风主风机变频调速节能技术的应用
术 ，及 时调 速 电机转 速 ，主风机在通 风 网路 中风量 风压发 生相 应的变化 。在通 风系统建 成 的初 期通风 线 路 短阻力小 需风 量少 ；在 通风系统 形成 的 中期需
风大通 风阻 力也相应 增大 ；当进人深 部开采 通风线
承担 的风压 进行调 控 ，风压分 布均 衡 。因此 ，它具
开创了一个全新的智能电机时代。一改普通 电机只 能 以定 速方 式运行 的陈 旧模式 ，使得 电动机及 其拖
一
１ — １
维普资讯
动负 载在无 须任 何改 动的情 况下 即可按照 生产规 模
耗 。这 种通 风 系统设 置数个机 站 ，由多 台 主扇风 机
随着经济改革的不断深入，市场竞争的不断升
温 ，节能 降耗 已成 为降低生 产成本 ，提高经 济效益
的重 要手段 之一 。
八 十年 代初发 展起来 的变频调 速技术 ，可 以说
串 、并联方 式进行 工作 ，整个 风路 的风 压 由各 机 站
要 ，必须 建立完 善 的机 械通 风系统 。
１ 通 风 方案 选择
选择合 理 的通 风 系统方案及 构成 要 素 ，充 分发
目前 国内工程技 术 人员 设 计 矿井 通 风 系统 时 ，
确 定 风量都是 根据矿井 的年产 量和生产 特点 、取矿 井 同时作 业 的各工作 面需要 的最大风 量和需 要独立
快。
得 到有 序开采 ，公 司决定 铜硫矿 的开采 转 为井下 开
采 。井下 原来没 有建 立机 械通风 系统 ，生产 通 风完 全 靠 自然风压 和局部 通风来 控制 ，作业 环境 无法 满 足井 下 开采通风 规程 的需要 ，给 井下安 全 生产 留下
高压变频调速系统在告成煤矿中央风井主扇风机的应用
２ ０ １ ３年 ７期 （ 上）
高压变频调速系统在告成煤矿中央风
井主扇风机的应用
徐 永
（ 郑煤集 团告成煤矿 河南 登封 ４ ５ ２ ４ ７ ７）
摘 要 ：本文介绍 了风机高压变频调速 系统在 郑煤集团告成煤矿 中央风井主扇风机上 的应 用情况。
关键 词：风机 高压 变频调速 系统 煤矿 主扇 应 用
Ｑ Ｆ １ 、Ｑ Ｆ ２ 、Ｑ Ｆ ３ 为三 台高压馈电开关 ， 正常运行时三台高压馈 电开关同时合闸 ， 变 频运行时 ， 切换柜 内 Ｋ Ｍ ２ Ａ 、Ｋ Ｍ ２ Ｂ闭合 ，
Ｋ Ｍ ３ Ａ 、 Ｋ Ｍ ３ Ｂ断开。 当变频 回路 出现问题时 ，
Ｋ Ｍ ２ Ａ 、Ｋ Ｍ２ Ｂ断开 ，Ｋ Ｍ ３ Ａ 、Ｋ Ｍ ３ Ｂ闭合 ， 实现变频系统和工频 系统的 自 动切换 ， 保 证
电监控 装置在 用 电侧 电能 管理 中切实发 挥 作用。 参考 文献 ： 【 １ 】 刘宏 明． 低 压配 电系 统 的用 电管 理
【 Ｍ】 北京：中国电力出版社． １ ９ ９ ９ 【 ２ 】 李宗纲． 监控装 置应用与设计． 【 Ｍ】 北
京 ：科学技术出版社． ２ ０ ０ ０
灵活 ，自动化水平高 ，安全保护功能齐全 ， 具有过压、过热 、过载 、短路等保护功能 ， 同时具有 变频故 障转工频功能 ， 确保风机连
续运行 ， 提 高了系统的安全稳定性。 六、 结 束语 告成煤 矿 中央风机 主扇 风机 经过变 频
高压 电源 ， 经副边和移相后 ，向功率单元提 供 正常工作所需 的电源 。 ３ ． 旁路 柜是高压变频调速系统内所有高 压 电源传输 的枢纽 ， 通过对其 内部的高压隔 离 开关的分合控制 ， 可 以实现不 同的工作状
高压变频调速技术在矿井主扇风机中的应用
、
单元之间及变压器二次绕组之 间相互绝缘 ，二次绕组采用延边三角形 接法 ， 实现多重 化， 以达到降低输入谐波 电流 的 目的。每个功率单元结 构上完全一 致 ， 可以互换 ， 电路结 构图如下 ， 其 系统为 基本的单相逆变 电路 ，整流侧为二极管三相全桥 ， Ｇ Ｔ Ｉ Ｂ 逆变桥 的控 制方式 为 Ｐ ＷＭ控 制， 并且有 自动单元旁路功能。 单元旁路功能 ： 当某个功率模块发生故障时 自动旁路运行 ， 变频装 置不停机 ，但需降额使用 ，即在每个功率单元输出端之间并联旁路电 路， 当功率单元故障时 ， 封锁该功率单元 Ｉ Ｂ 的触发信号 ， ＧＴ 然后让旁路 Ｓ Ｒ导通 ， Ｃ 保证 电机电流能通 过， 仍形成通路 。 这样能维持生产要求 ， 大 大提高了系统运行的可靠性压器 ， 还有输入侧 的电压 、 电流 检测器件电压互感 器和电流互感器 以及温度检测器件温控器。 功率柜 ： 柜 内主要对功率单元进行组合 ， 通过每个单 元的 ｕ、 Ｖ输 出端子相 互 串接而成星型接法给电机供 电， 通过对每个单元 的 Ｐ ＷＭ波形进行重 组， 得到非常好的 Ｐ ＷＭ波形。 控制柜 ： 控制 器精心设 计的算 法可 以保证 电机达到最 优的运行 性能 。嵌 入式 Ｔ控机提供友好 的全 中文 ＷＩ Ｅ监控 和操作界面 ， ＮＣ 同时可 以实 现 远程监 控和 网络化 控制 。控制 器还 包括 一 台内置 的 Ｐ Ｃ， 于柜 Ｌ 用 体 内开关信号的逻辑处理 以及 与现场各种操作信号 和状 态信号（ 包括 ＤＣ ／ Ｓ ８／ｒｆ ｕ／ ｄ ｕ／ ＳＲ ４ ５Ｐｏ ｂ ｓ ｂ ｓ 以太 网等 ） ｉ Ｍｏ 的协调。 控制器与功率单元之 间 采用光纤通讯技术 ， 低压部分 和高压部分完全 可靠 隔离 ， 系统具有极高 的安 全 性 ， 时 具 有很 好 的抗 电磁 干 扰 性 能 。 同 三 、 扇风 机 变 频 控 制 改 造 方 案 主 该矿此次采用一拖一 自动旁路方案 ， 其一次 电路如下图所示。
矿井主扇变频调速与节能的探讨(答辨论文)
矿井主扇变频调速与节能的探讨摘要本文分析了矿井主扇的通风能力，并对主扇加装变频器后的调速与其它调速的节能效果进行了比较，对矿井主扇加装变频器替代调节风门来满足矿井通风需要的节能效益做了分析。
关键词主扇变频调速器调速节能1、矿井主扇通风能力分析矿井主扇是煤矿的主要设备，其功率较大，昼夜运行，耗电量大，约占全矿总耗电量的20%以上，因此，在选择主扇时必须合理筹划，统盘考虑，在满足通风阻力困难时期风量需求的前提下，在通风容易时期又不能造成较大的能力浪费。
为了减少浪费就要求现场随时调节主扇的供风量。
轴流式风机因其叶片安装角度可调容易实现这一要求，而对于离心式风机则比较困难。
使用离心式风机的矿井，在主扇选择时，是以主扇服务期间应克服的最大通风阻力作为工作风压的，但是这个最大阻力只在一段时期内存在，大部分时期需要克服的通风阻力低于这个工作风压，而离心式风机的功率是随着风量的减少而减少的。
所以，在通风容易时期通常采用闸门节流方式来调节风量。
这样，主扇在运行时消耗在风门阻力上的电能也随之增加，是不经济的。
2、矿井通风调节的理论依据以及调速性能比较2.1矿井通风调节的理论依据由涡轮机相似原理中的比例定律知，主扇相应工况参数风量Q、风压H、转速n、轴功率N之间的关系如以下三式：H/H/=（n/n/）2 Q/Q/=n/n/ N/N/=（n/n/）3从以上三式说明，主扇转速变化时，相应工况的压头，流量和功率分别按转速比的平方，一次方和三次方而变，通过计算表明：风量Q下降到80%，转速n也下降到80%，则功率N降到51%；风量Q下降到50%，转速n 也下降到50%，则功率N下降到13%。
要改变风量Q只要改变主扇的转速就能实现，转速的改变对轴功率的影响非常突出，使节能效果最明显。
2.2变频调速与其它固定电压供电调速的比较采用变频调速技术就可以通过调节电源的频率，改变电动机的转速从而改变风机的风量，利用变频调速可以平稳地使主扇的风量由最大供风量下降到矿井所需要的风量，这时电动机输出功率将大幅度降低，达到节能的目的，风量调节的幅度越大节电效果越明显。
变频调速技术在煤矿主通风机中的应用
经济的． 电大户之一 ， ｝ ｝ ｛ 因此 ， 通过采取节能降耗 ， 不仅对提高煤 矿经济效
益有直接作 ． ， ｝ 更对国家整 个国 民经济 的可持续 发展 、 ｝ ｊ 环境保 护有积 极
的现实和长 远意义 。对煤 矿通风机进行技术改 造 ， 是煤矿节能 的重要途 径。现以大同常圈沟煤 矿对主通风机实施变频 技术改造为例 ， 来说 明变 频凋速技术 的功能和取得的经济效益 。
测 量 时 间 变 频 器 输 出频 －． ｚ ３／ ｇＨ 总 回 风 量／ｍ３ ｉ ） （ ／ ｎ ｍ 负ｆ Ｐ ￣／ａ ＇ ， 变 频 器 输 入 电 压 ， Ｖ 变 频 器 输 入 电 流 ， Ａ
表 １ 现场数据测试结果
第 一 次 ｌ ：０ 】０ ３ ７ ２ｌｏ ０ ９ ０２ ８．９ ４Ｏ Ｏ ｌ０ 】 第 二 次 ｌ ：０ ｌ ｌ ３ ５ ｌ ５ ０ ８ ８ ２２ ８ ．６ ４ｏ ０ １０ ０ 弟 ＝ 次 ｌ ：０ ｌ２ ３ ３ ｌ ０ ｏ ７ ８ ３８ ０ ．４ ４ｏ ０ ７ ５ 第 四 次 ｌ：０ ｌ３ ３ ０ ｌ ６ ０ ５ ６ ６２ ８． ０ ４Ｏ ０ ６ ０
表 ２ 输入功率相同时的风量比较结果
４ ０ ｍ／ｉ， ０ ３ ｎ风压 ９ ａ２ ３ Ｐ 。 ５ ｍ ８ ～ ２７ ａ 配套 电机为 ２７ Ｗ， 数据为 ： Ｐ ｘ５ ｋ 铭牌 输
出功 率 ２ ７ Ｗ， ｘ ５ｋ 输入 电压 ３ ０Ｖ， ８ 输入 电流 １０Ａ， ４ 转速 ９０ｒｍｎ ６极 。 ８ ｉ， ／ １１ 未加变频器前 的情况 ． 未加变频器前 ， 由于 ７ Ｗ 电机不能涮速 ， ５ｋ 电机全速运行 。 当总网风 巷的总风量 为 ２９ ０ｍ／ ｎ ７ ３ ，负压为 ｌ ７ ．８ ａ时 ，电机的输入 电压 为 ｍｉ ４３ ２ Ｐ ４ ＯＶ， ０ 输入 电流 １３６ ０／６Ａ。经换算 ， 此时 电机 的输入功 率为 ｌ３ ７ ／３） （０４ １
同步电机高压变频装置在煤矿主通风机的应用
比较 结 果 电压
＋ｌ． １４ ＤＣ
—０ ８ ％ Ｄ Ｃ
一ｌ ． ％ 一９７ ７９ ．％ Ｄ Ｃ Ｄｃ
ＤＣ ＤＣ
２ １ 基本 工作 原理 （ ２ ． 图 ）
该高压变频器采用无谐波功率单元串联多电平技 术。由电网送来 的三相 ６ Ｖ交 流电经过隔离移相变压 ｋ 器供给每相 ４个 共计 １ ２个 单相 Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ逆变器 功率 单
运行及正反转控制 ； ２ 备用工频运 行 ： （） 即实现单 台电 机手动切换工频运行及正反转控制。 １２ 同步 电动机 的励磁装 置 改造方 案 ．
主通风机以前使用的 Ｋ Ｌ Ｇ Ｆ一１ 型励 磁装置 ， 电器
元件较多 ， 障率高 ， 故 电动机 在启 动过程 中冲击 量 大，
运行 过 程 中经 常 出现 继 电 器 线 圈 烧 坏 或 可 控 硅 损 坏 ，
制也就显缛及其重要。 目前 ， 国内比较流行的做法就是采用高压变频。本文从改造方案 ， 交频器特点， 使用效果等方面介绍 了高压 变频 系统在
煤矿通风机 同步 电机上的使用情况。
关键词 同步电机 高压 变频
文 献标 识 码 Ｂ 中 图分 类 号 Ⅱ）３ ６ ５
山东 省 里 彦 煤 矿 主 通 风 机 采 用 两 台 ６ Ｖ、８ ｋ ｋ ６０ Ｗ
励磁电流极不 稳定 ， 严重影 响 电动机的使 用寿命 和主 扇风机 的安全运转 。因此改造势在必行 。 比较不 同厂 家的厉磁装置 ， 选择 Ｂ Ｋ Ｐ Ｚ励磁装置 。表 １ Ｂ Ｋ 为 Ｐ Ｚ励
元， 本相上 的 ４ 功率单元输 出的 Ｓ ＷＭ 波相叠加后 ， 个 Ｐ 三相采用 Ｙ形连接 ， 将形 成线电压为 ６ Ｖ的高质 量的 ｋ 正弦波输 出， 供给两台 ６０ Ｗ 的主扇 电机 。主控 柜和 ８ｋ 功率柜之间采用 光纤隔离 技术 ， 防止 了电磁干 扰。功 率单元采 用交 一直 一交 变频技术 ， 单相输 出，Ｇ Ｔ元 ＩＢ 件采用先进高效 的热管散 热技术 ， 大大提 高了的工作 可靠性 。 ２ ２ 具 有完 善 的显示 、 护和 故障诊 断功能 ． 保 高压变频系统每个 功率单元都 有一个 显示器 ， 该 显示器平时显示变频 单元 的中间直 流电压 ， 旦单元 一 出现故障 ， 该显示器显示相应的故 障代码 ， 工作人员可 通过故障代码直 接判断故障。 控制柜上和操 纵台上均设 有一个 显示屏 ， 户可 用 以通过显示屏 方便地 了解这个 系统的工作情 况 ， 系 在 统 出现故 障时， 显示屏将 为维修人员 提供有效 的故障
变频调速技术在矿井主扇风机上的应用
变频调速技术在矿井主扇风机上的应用孔全义(双矿集团新安煤矿，黑龙江双鸭山155100)强商要]采用变频器改变风机电动机转速的方法，可实现．风机井寺性曲线的变化，获得经济运行工况点，既能实现软起动、软停机，又降低了电机的发热程度和可能出现的故障。
涔撇]变频调速技术；矿井；主扇风机阶段和时间，都有一定的变化，为适应这个变化的需要，风量调节是矿井主扇通风机正常运行和经济运行所必需的。
通常煤矿风机风量调节采用改变风机工作叶轮片安装角度、采用前导叶及风门调节等方式。
其中改变叶片安装角度需在风机停机时才能进行，而前导叶调整范围小，不适应通风网络特性变化较大的情况，风门调节方式从节能来看，又是最不经济的，因此，变频调速技术引人注目。
从研究中发现，采用变频器改变风机电动机转速的方法，可实现风机特性曲线的变化，获得经济运行工况点，既能实现软起动、软停机，又刚氐了电机的发热程度和可能出现的故障。
1变频调速控制方式按风机的使用率和变频器的预期寿命，在保证转换装置操作可靠条件下，采用2台变频器拖动4台电动机的技术方案。
1．1基本原理根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：n=60f(1一S) 1P，通过改变电动机工作电源频率来达到改变电机的转速。
风机一般属于二次方转矩负载，其机械轴功率随转速的下降而急剧降低，因此，调速系统输人的电功率也急剧降低。
根据风机比例定律，风机的转速从n变到n2时，风机的风量与转速的一次方成正比，风压与转速的二次方成正比，轴功率与转速的三次方成正比，风机的效率基本不变。
当需要小风量时，用变频器降低风机转速，电动机的输入功率将按三次方的关系大幅度降低，达到节能的目的。
12变频器的选择由于二次方转矩负载的定子电流对于频率敏感，通过变频器将频率上限进行适当限制，电动机的实际电流就不会超过变频器的额定电流，故一般按风机电机的功率选择变频器的功率。
风机变频器属于通用变频器，风机电机采用普通笼形电动机是最佳选择，但电机在40％同步转速以下长期运行时，随着转子转速的降低，端部风扇叶片逐步失去散热能力，导致电机过热，这是在变频器选型和节能估算时应认真考虑。
变频器在煤矿生产中的应用
变频器在煤矿生产中的应用
1. 电机控制：变频器是电动机控制的理想设备，能够对电机进行频率和转速的调节，以满足各种煤矿生产对电动机的不同需求。
通过变频器可以实现电动机的起动、加速、减速、停止等操作，提高了电动机系统的灵活性和控制精度。
2. 输送机控制：煤矿生产中，输送机是重要的物料运输设备，传统的输送机控制方
式一般为启动、停止和转速控制。
而通过使用变频器可以实现对输送机的无级速度调节，
不仅可以提高物料运输效率，还能减少系统能耗，降低设备磨损，延长设备寿命。
3. 风机控制：煤矿的通风系统是确保矿井工作安全和正常运转的关键设备，风机控
制是通风系统的重要组成部分。
变频器可以对风机的转速进行调节，根据实际需要控制风
量和压力，提高通风系统的运行效率和能耗利用率。
4. 泵控制：煤矿生产中需要大量使用各种泵进行水的输送、提升和排放等工作。
变
频器可以通过对泵的频率和转速进行调节，实现对水流的控制，提高泵的运行效率和使用
寿命。
5. 照明控制：煤矿照明系统是矿井内安全生产的重要组成部分。
变频器可以对照明
设备进行控制，实现照明的亮度调节、开关控制等功能，提高照明系统的可靠性和节能效果。
6. 无人驾驶控制：随着科技的发展，煤矿生产中的无人驾驶技术得到了广泛应用。
变频器可以为无人驾驶设备提供电机驱动控制，实现矿井内物料运输、采矿等操作的无人
驾驶自动化控制，提高了生产效率和工作安全性。
变频器在煤矿生产中的应用非常广泛，不仅能够提高生产效率和产品质量，还能降低
能耗和环境污染，提升煤矿生产的可持续发展能力。
矿用主扇风机变频改造技术参数技术参数及方案
矿用主扇风机变频改造技术参数技术参数及方案主扇风机变频改造技术参数1 概述风机房内装备：轴流式对旋通风机两台及配套电控装置，每台轴流式对旋通风机由两级电动机驱动，双电源供电，系统中性点不接地。
1.1风井基本参数通风容易时期风量101.4m3/s、负压764.5Pa，静压效率72.6%；通风困难时期风量109m3/s、负压1735.4Pa，静压效率83%。
1.2使用条件及地点●周围环境温度：最高温度+55℃，最低温度-25℃；●海拔高度＜1000 m；●环境相对湿度（日平均）＜95%，（月平均）＜90%；●地震烈度＜8度。
2 项目范围及总体要求2.1项目范围主通风机供电系统变频调速装置控制系统2.2总体要求系统建设总体原则1可靠性优先2传动系统与控制系统采用冗余设计3控制系统采用分布式体系结构，分散控制集中管理，实行分域控制便于实现故障隔离与管理3 系统配置及功能3.1 主通风机3.1.1参数采用防爆对旋轴流式通风机，基础数据如下：风机型号：FBCDZ54-10-№26/2×160kW风量： 101.4-109m3/s负压： 764.5-1735.4Pa静压效率：72.6%-83%电机型号：YBF355L-10额定电压：660V额定功率：160kW转速：580 r/min电机数量：4台额定电流： A3.1.2要求电机内置加热回路、PT100电阻测温元件，与低压控制柜加热器控制接触器配合，实现电机恒温控制，以防止电机空置期间受潮。
每台风机配备１套振动测量变送器。
该套变送器分为垂直方向和水平方向两个振动变送器，给出4～20mA信号至PLC，实现风机振动参数的监测3.2供电系统采用660V双母线分段结构，双回路供电，详见供电系统图。
3.2.1变压器：采用干式整流变压器，额定容量630kVA，变比6/0.66，户内箱式安装，Yy0（d11）接线，冷却方式为自然风冷。
配置温度控制装置及冷却风机，并实时监测变压器温升，配置通讯接口上传监控系统。
矿用通风机的变频改造
矿用通风机的变频改造矿用通风机是矿井生产中非常重要的设备之一，它用于提供矿井内新鲜的空气和排放有害气体和烟尘等，在保障矿工人身安全的同时，也保障了矿井的正常生产。
在通风机使用的过程中，由于矿井运行状态的变化，通风机的运行频率也会发生变化，因此，矿用通风机的变频改造就显得尤为重要。
矿用通风机的变频改造可以提高通风机的效率，降低能源消耗，减少噪音污染和设备磨损，同时还可以增加通风风量和稳定性，提高矿井的通风效果。
通常情况下，矿用通风机的电机是固定频率电机，电源电压和频率是不可调节的，使用范围局限。
而矿用变频器可以将电机的输入电流和频率控制在可变范围内，从而调节风量和应对不同的工况。
矿用通风机的变频改造可以带来以下优势：1.节约能源矿用通风机常常要在不同的负载下运行，而传统的电机只能使用主要的额定功率。
在负载较小的情况下，运转频率难以匹配空载功率，造成能源浪费。
而采用变频技术可以根据实际负载需求灵活调整通风机转速，从而在降低能源消耗方面具有显著效果。
2.提高效率经过变频改造的通风机在平衡负载的情况下，可以达到最优的效率，并且稳定性更高。
在各种工况下，都可以调整转速，以满足通风要求的变化，从而使得通风设备的使用更加智能化，有效提高生产效率。
3.双重保护矿用变频器在使用时除了调节转速，还可以监控鼓风机的运行状况，可以随时发现故障，及时保护设备的正常运行。
另外，变频技术还可以在开始和停止等短暂时间段加快或减慢变频提供输出电压，从而实现过载保护和电机保护，从而使通风机的寿命得到更好的保障。
4.改善环境传统的矿用通风机设备运转时噪音污染很大，对矿工的身体和心理都有很大的影响。
矿用变频器是一种无公害的设备，它减少了通风机运行时的噪声危害，使环境更加宜人，提高了矿工的工作舒适度。
综上所述，矿用通风机的变频改造能够有效提高矿井通风系统的效率和运行安全性，并且大幅降低了能源和机器成本。
变频技术在通风系统中的应用，已经成为企业创新转型的一种趋势，尤其是对于现代高效矿山来说，变频技术的应用将是必须的选择。
变频器在矿山开采中的应用
变频器在矿山开采中的应用随着矿产资源的不断开采与利用，矿山开采的效率和安全性成为民众和相关企业关注的焦点。
而变频器作为一种先进的电力传动装置，其在矿山开采中的应用越来越受到重视。
本文将从变频器的原理、在矿山开采中的具体应用以及发展前景等方面进行探讨。
一、变频器的原理变频器，也叫做变频调速器，是一种能够改变电机工作转速的电力传动装置。
它通过改变电机输入的电压频率，实现对电机转速的调节。
其关键部件是功率电子器件，通过控制器将电源的直流电转换成可调节频率和电压的交流电。
二、变频器在矿山开采中的具体应用1. 提高抽水机效率矿山开采过程中，常需要进行排水来确保矿区的安全。
而抽水机作为常用设备，其效率直接影响到抽水的效果。
传统的抽水机使用恒速电机，对于变动的水位需求无法灵活调节。
而应用变频器技术可以根据具体需要调整抽水机的转速，实现精确的水位控制，提高抽水效率。
2. 矿山风机调速矿山中常用的风机在通风排烟方面起着关键作用。
然而，传统的风机驱动方式通常是采用流量阀来调节风量，但效率和控制精度有限。
而引入变频器技术后，可以通过调整风机转速，实现对风量的精确控制，提高通风效果。
3. 提升输送带控制精度在矿山中，输送带是将矿石从开采区域运送到处理区域的主要设备之一。
而传统的输送带控制方式通常是采用固定速度驱动，无法根据工作需求进行调节。
而引入变频器后，可以根据矿石的产量和目的地的需求，通过调整输送带的速度，实现对输送过程的精确控制，提高运输效率。
三、变频器在矿山开采中的发展前景作为一种提高电力传动效率和控制精度的技术，变频器在矿山开采中的应用前景广阔。
随着科技的不断进步，变频器技术将更加成熟和普及，为矿山开采行业带来更多的益处。
首先，变频器具有调速范围宽、控制精度高的特点，可以适应不同矿区的开采需求。
通过调整电机转速，可以灵活控制矿石开采的速度和效率，提高开采的产量。
其次，变频器还可以提高电机的启动效率和传动效率，减少能源消耗。
变频器在煤矿生产中的应用
变频器在煤矿生产中的应用变频器是一种通过改变电源频率来控制电机转速的电气设备。
在煤矿生产中，电机作为驱动设备，广泛应用于提升、运输、通风、水泵等方面。
而变频器则可以通过控制电机的转速和运行模式，实现对煤矿设备的精确控制和调节，从而提高生产效率、降低能耗，改善生产环境。
具体来说，变频器在煤矿生产中的应用主要包括以下几个方面：1. 提升系统：煤矿生产中，提升系统是一个非常重要的环节。
而变频器作为提升系统的关键设备之一，可以通过调节电机的转速和运行模式，实现对提升设备的精确控制，从而提高提升效率、减少能耗，并且可以实现平稳起停，保证提升系统的安全稳定运行。
2. 运输系统：煤矿生产中，运输系统承担着煤矿内部原煤、尾砂、人员和材料的运输工作。
而变频器可以通过精确控制电机的转速和运行模式，实现对运输设备的精确控制，通过实现变频控制，可以使得运输设备在起停过程中减少冲击，延长设备寿命，提高运输效率，减少维修保养成本。
3. 通风系统：在煤矿生产中，通风系统起着至关重要的作用。
而变频器可以通过控制通风机的转速，实现对通风系统的精确控制，从而保证矿井内部空气的新鲜和温度的适宜，提高矿工的工作环境，保障矿井安全生产。
4. 水泵系统：在煤矿生产中，水泵系统主要用于排水和输水。
而变频器可以通过精确控制电机的启停和运行模式，保证水泵系统的稳定运行，减少能耗和维修成本。
二、变频器在煤矿生产中的优势1. 精确控制：变频器可以通过改变电机的频率和电压，实现对电机的精确控制，使得设备可以根据具体需求实现不同的运行模式和转速，满足煤矿生产的实际需求。
2. 节能减排：通过变频器控制电机的运行模式和转速，可以实现设备的高效运行，降低能耗和减少排放，从而实现节能减排的目标。
3. 平稳起停：变频器控制电机的启停过程非常平稳，可以减少设备在启停过程中的冲击和损耗，延长设备的使用寿命。
4. 提高生产效率：通过变频器的控制，可以提高设备的运行效率，减少生产过程中的停机时间，提高整个煤矿生产线的效率。
试述变频技术在矿井主扇风机中的应用
试述变频技术在矿井主扇风机中的应用作者：王炜来源：《城市建设理论研究》2013年第10期摘要: 本文首先介绍了变频系统的相关技术，然后介绍了变频调节主扇节能原理，并举例说明，最后重点介绍了其在矿井主扇风机中的应用，为该技术在其他行业领域电机节能调速运用提供了参考。
关键词: 变频技术; 自动控制; 风量; 调节中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号：0 前言矿井主要扇风机, 是煤矿生产中的主要用电设备。
经调查, 一个矿井的主扇年用电量, 约占全矿生产年用电的25%~ 40%, 有的甚至高达50%。
就一个年产10 万t 左右的南方小型矿井而言, 主扇每年至少耗费70 万元以上电费。
这其中一部分电能是被浪费了的。
若能采用变频调节技术, 实现矿井主扇自动节能运行, 根据安全和生产需要供风, 将不失为一种降低矿山生产成本, 提高经济效益, 保障设备安全运转的有效途径。
1 变频系统1. 1 系统构成( 1) 电力控制设备。
包括变频器、开关屏和联络屏。
( 2) 智能检测设备。
包括压力变送器、风流量变送器、PID、PID 隔离模块、隔离变压器、直流供电源及信号电缆。
( 3) 自动控制设备。
包括触摸屏、PLC 可编程控制器和控制软件。
1. 2 系统功能( 1) 现场信号在线采集: 采集矿井的风量、风压等信号,并由PID 进行信号处理和计算。
( 2) 控制变频器运行: 根据PID 设置参数, 适时控制变频器运行, 变频器根据负荷变化自动调节输出频率, 控制电动机的转速。
根据PLC 编定的程序, 控制风机的切换。
( 3) 可视化操作界面: 风量、压力的设定值和运行值全数字显示, 界面丰富、友好, 人机对话方便。
( 4) 操作简单可靠: 矿井正常通风或反风, 只需分别按下起动或反风按钮即可自动完成。
( 5) 故障信息自动记录: 变频器自动记录故障信息与发生的时间、故障内容, 并可调出故障维修指南, 方便检修。
变频调速技术在矿井主扇风机上的应用
［ ］ 申颖 ， ２ 王维． Ｉ ＰＤ调节器在电子皮带秤 自动配煤系统 中的应 用 ［］ 计量技术 ， ０ （ ） Ｊ． ２ １ ４ ０ ［ ］ 俞金寿． ３ 工业过程先进控制［ ． Ｍ］ 北京 ： 中国石化出版社 ， ０ ２ ２ ０ ［ ］ 张 良， 生， 基于模糊 一 Ｉ ４ 于海 等． ＰＤ控制的主从电机 同步传动系
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浅谈变频器在煤矿生产中的应用
qiyekejiyufazhan【摘要】在煤矿机械设备中应用变频器节能技术，有利于降低设备能源的消耗，提高煤矿生产效率，该技术在煤矿生产中起着重要的作用。
文章结合变频器在X 煤矿主扇风机上的应用情况进行介绍，结果表明采用高压变频器对煤矿主扇风机设备进行调速节能改造，具有良好的社会效益和经济效益。
通过对变频器在煤矿工程中的应用进行论述和节能分析，说明变频器在工程中的应用可行且经济，煤矿的自动化水平得到进一步提升，煤矿生产过程更加安全可靠。
【关键词】变频器；调速；节能【中图分类号】TD442.2【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2017）03-0124-030引言作为能源消耗较高的煤矿企业，在众多设备中都应用到了变频技术，例如采掘、排水、运输、通风及空气压缩设备等。
变频器节能技术运用到这些设备中，有利于降低煤矿生产电能消耗，从而提高煤矿企业的生产效益。
随着我国经济的飞速发展，能源成为制约经济增长的瓶颈，节能降耗也就成为国家和企业严重关切的问题。
国家及各地都出台了一些节能降耗指标，并采取了一定的措施。
具有节能效果和调速性能的变频器成为首选的节能产品。
变频器主要用于交流电动机转速的调节，是理想的调速方案。
变频器调速以其自身所具有的调速范围广、调速精度高、动态响应好等优点，在许多速度控制应用领域中发挥了越来越重要的作用。
它除了具有优良的调速性能之外，还具有显著的节能效果。
1变频器的工作原理变频器一般是先将交流电进行整流得到直流电输出，然后在第一次输出的直流电再通过电路来转换成实际需求的交流电，其中应用到了整流技术、滤波技术、电力电子技术等技术。
变频器的主要由以下几个方面来构成。
1〇整流：实现将工频电源（变频器的输入的电源或称为工作电源）的交直流转换，得到直流电输出。
2〇滤波：滤波的作用是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施，对于刚刚通过整流过来的直流电源，里面可能会包含几次谐振波或者其他的频率波，属于脉动电压或者电流，这些波段电源可能导致电源的性能不够稳定可靠。
变频器在煤矿主通风机系统中的应用
２ ． ４应 用变频 器 的效果
本 文所 研究 主通 风 机 上 使 用 的 变 频 器 ， 主 要 功 能 就是 对 对旋 式风 机进 行控 制 、 拖 动 以及 保 护 ， 依据 系 统 需求 对 通风 机 的工频 、 变 频 方式 进 行 正 常 启 动 与停 机 、 紧急停 机 以及反 转 等各 种方 式 的转 换 。本 系统 是 四套 相 同变 频 系统 和各 个 负 载 回来 共 同形 成 了控 制 电 路 。 对 每个 变频 系统 都 设 置 了一 台高 压 配 电馈 电 柜 ， 馈 电 柜Ｈ Ｖ ３给 １ １供 电 ， Ｈ Ｖ ４是 给 １ ２供 电 ， Ｈ Ｖ ９是 给 ２ ｌ供 电， Ｈ Ｖ１ ０是给 ２ ２供 电 ， 这 样 变频 器就 和 电机 形 成 了 一 拖 一 的方式 进行 控制 ， 每 个 回路在 配置 上是 完 全相 同 。
２ ． ３ 变 频 系统
对 于每 一个 变 频 器 而 言 都 是 移 相 变 压 器 柜 、 控 制 柜、 功率 柜 以及旁 路柜 几个 部 门共 同组 成 的。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２—１ ｌ一 ０ ７ 作者简介 ： 贾永伟 （ １ ９ ８ ２一） ， 男， 助理工程 师 ，现任哈拉沟煤 矿机电信息中心副 主任 。
保了风机稳定 、 灵活的运行 。 关键词 ： 主通风机 ； 变频器 ； 煤矿
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ ． ２ ０ １ ３ ． ０ １ ． ０ ４ ４
中 图分 类 号 ： Ｆ ４ ０ ３ ． ７ ； Ｔ Ｍ ９ ２ １ ． ５ １ 文献标志码 ： Ｂ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ —０ ０ ７ ９— ０ １
变频调速技术在煤矿机电领域的节能作用
４ ５ ６
３ ５ ３ ０ ２ ５
７ ０ ６ ０ ５ ０
７ ０ ６ ０ ５ ０
４ ９ ３ ６ ２ ５
３ ． ４３ ２１ ． ６ ｌ ． ２５
６ ６ ７ ８ ８ ７
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４ 安全、 ） 经济及 自动化程度较低 矿井主扇风机是依靠人工调节 挡板进行风压、 风量 调 节 的 ， 具 备 风 量 的 自动 实 时 调 节 功 能 。 力 费 不 费 时， 自动 化 程 度低 ， 正 常生 产 将 产 生 不利 影 响 。 对 煤炭企业 的节 电潜力是很大的。 节能降耗业 已成为企业降低生产 成 本 、 高 产 品质 量 ， 现 科 学 发 展 的 必 由 之路 。 用 变 频 调 速 技 术 对 提 实 利 煤 矿 企 业 现 有设 备 进 行 技 术 改 造 ， 全 能 达 到 改 善工 况 点 、 高 效 率 、 完 提
行， 可配置为一拖一至一拖 多（＋ ）实现多机 自动化控制与管理智能 ４ １， 化 ； ） 糊 控 制 技 术 ；） 功 能 输 入 输 出 端 子 ， 足 不 同用 户 需 求 ；） ５模 ６多 满 ７ 完善的数字化菜单操作功能 ； ） ８ 具有完善的软、 硬件保护功能 ；） ９ 节能 率达 ３ ％：Ｏ 功率因数可提高到 ０９ Ｏ ｌ） ．％以上。 改 造 后 的 通 风 系统 有 如 下 优 点 ： ２１ 任 意 调 节 供 电 频 率 来 改 变 风 机 电 机 转 速 ， 而 满 足 生 产 用 风 量 ， ． 从 不需放风， 而且 增 加 了调 节 精 度 。 通过 降低 风 机 的供 电 电压 频 率达 到
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变频技术及其在矿井主扇中的应用
摘要：介绍了变频技术系统的构成、动能、特点和控制原理及其在煤矿主要扇风机通风调节过程中的运行、使用状况，事实证明：变频自动控制节能给矿山带来十分显著的经济效益，预示该技术在其他行业领域电机节能调速运用的广阔前景。
关键词：变频技术；自动控制；风量；调节
矿井主要扇风机，是煤矿生产中的主要用电设备。
经调查，一个矿井的主扇年用电量，约占全矿生产年用电的25%-40%，有的甚至高达50%。
就一个年产10万吨左右的南方小型矿井而言，主扇每年至少耗费70万元以上电费。
这其中一部分电能是被浪费了的。
若能采用变频调节技术，实现矿井主扇自动节能运行，根据安全和生产需要供风，将不失为一种降低矿山生产成本，提高经济效益，保障设备安全运转的有效途径。
1变频系统
1.1系统构成
（1）电力控制设备。
包括变频器、开关屏和联络屏。
（2）智能检测设备。
包括压力变送器、风流量变送器、PID、PID隔离模块、隔离变压器、直流供电源及信号电缆。
（3）自动控制设备。
包括触摸屏、PIC可编程控制器和控制软件。
1.2系统功能
（1）现场信号在线采集。
采集矿井的风量、风压等信号，并由PID进行信号处理和计算。
（2）控制变频器运行。
根据PID设置参数，适时控制变频器运行，变频器根据负荷变化自动调节输出频率，控制电动机的转速。
根据PLC编定的程序，控制风机的切换。
（3）可视化操作界面。
风量、压力的设定值和运行值全数字显示，界面丰富、友好，人机对话方便。
（4）操作简单可靠。
矿井正常通风或反风，只需分别按下起动或反风按钮即可自动完成。
（5）故障信息自动记录。
变频器自动记录故障信息与发生的时间、故障内容，并可调出故障维修指南，方便检修。
1.3系统的安全保护与可靠性
（1）系统设计。
在电控设备设计上，采用变频起动为主控、开关屏直接起动为备用的设计思想，每一台风机既可以用变频起动、停机，也可以用开关屏起动、停机，互为备用。
同时停止故障风机的运转。
当变频系统发生故障时，PLC会自动（也可用手动）切换至低压开关屏，直接起动风机，保证工作风机不间断的运行。
（2）设备先进。
变频调速的核心部件——变频器，选用国外CIMR-FTA4160型变频器，该变频器平均无故障运行时间达250000h以上，几乎免维护。
低压开关屏全部选用国内一流产品，配自耦降压启动和反转切换启动装置。
（3）保护功能。
①电机保护：电子热动电释保护；
②瞬时过电流：额定电流200%fl寸停止输出；③保险丝熔断保护：电机在保险丝熔断时自动停止；④过负载保护：CT 模式为150%，lmin；VT模式为120%，lmin；⑤过电压保护：主回路直流电压820V以上时停止输出；⑥欠电压保护：主回路直流电压380V以下时停止输出；⑦失速防止：加速中/匀速中/减速中，失速防止设定；⑧接地保护：电子回路保护。
1.4反风操作的可靠性
变频操作面板、开关屏上均设有反风操作按钮，当需要进行反风时，只需按下反风按钮即可实现反风，其操作与正常通风操作一样简单可靠。
整个反风操作可在5rain之内完成。
1.5系统控制原理
压力变送器将供风压力变为4-20mA的标准根据该矿主扇使用情况，于2003年5月对该矿主扇安装一套变频节能自动控制系统，一套开关手动控制系统。
配电间内设GGDl 低压开关柜6台，其中2台开关柜装有正反转功能的变频器
各一套；另外还装配了一套常规接线的开关柜，运行时通过编程的PLC控制器控制，可以为互相轮换及故障时切换。
2经济效益分析
（1）不用变频时全速运转，一年的用电量和电费：用电量：320*24*365=2803200kW·h，电费=2803200*0.45=1261440兀。
（2）采用变频调速后的年用电量和电费为：用电量=250x24*365=2190000kW·h电费=2190000*0.45=985500兀。
（3）节电效果为：
节电量=28032130-2190000=613200kW·h，
节电费：613200x0.45=275940兀，
节电率：275940/1261440=22%。
（4）早班、中班、晚班用风量不均衡的节电估算：设早班为满负荷用风，用风系数为1；中班、晚班用风量为早班的95%，用风系数为0.95。
则电机功率加权系数为：加权系数=（1+0.953+0.953）/3=0.9，
节电量=（1-0.9） *2190000=219000kW·h，
节电费：219000*0.45=375000兀。
（5）全年节电量和节电费估算：
节电量=613200+219000=832200kW·h，
节电费=832200*0.45=375000兀，
综合节电率=375000/1261440=29.7%。
理论计算出的节电率与实际测算的节电率基本一致。
结语
该矿主扇安装变频自动控制系统近一年，运转稳定，性能良好，矿井风量根据井下需要，调整自如，在今年春节前的反风演习中，反风时间比往年缩短了2min。
更主要的是近30%的节电，一年给煤矿带来了几百万元的经济效益，矿山反映良好。
变频控制技术，不仅用于煤矿主扇，在其他行业，大凡使用电机拖动，又需根据需要变换电机功率的设备，均可采用该技术。
对节省电能，降低成本，提高产品竞争力，具有极其重要的现实意义。