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[摘 要]随着我国经济发展水平的不断提高，煤矿开采技术得到了显著提高，而在煤矿开采中，其技术与设备应用是非常重要的，并且，煤矿通风机的型号通常是按照风量大小设计的，风量与阻力之间的曲线也处于变化当中。本文主要基于煤矿通风机的特征，对变频调速技术在煤矿通风机系统中应用进行了分析，从而表现变频器技术的最优通风运行效率以及在降低能源消耗方面的重要意义。
[关键词]变频技术 煤矿风机 节能减排
中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0218-01
煤矿巷道通风系统的重要作用是为矿井工作人员提供新鲜的空气，该系统能够将井下有毒、有害的物质全部抽出来，对井下的空气温度、湿度进行调节，从而使矿井下的环境更清洁，提高煤炭开采的效率。由此可见，通风机是煤矿通风系统最为重要的设备，其功率相对较大，并能够连续不断的转动，为此，会消耗掉非常多的能源，增加了媒体企业的开采成本。为此，很多煤矿企业为了减少能源损耗会对通风机的使用提高重视度，在这种背景下变频调速器成为了煤矿企业关注的焦点，变频器能够通过调速技术改变风的转速，实现调节风量的目的，其安全性高，又能实现节能减排，对提高煤矿企业经济效益方面有非常重要的意义。
1、变频器概述
变频器是很多工业生产与矿山开采中应用的重要设备，其实现异步电动机无级调速的方法是按照转速表达式对变频器的电动机供电频率进行平滑的调节，调速完的变频器能够实现对风速的自由调控。为此，变频器的作用是能够将设备的工频电源转换为可以调节的频率，同时还可以实现电压的调控。我国最早出现的变频装置内同时有发电机与发动机设备组，但是其性能却一般，生产的效率非常低。到了上个世纪末，我国对变频器做出了改造和发展，融入了很多电子器件与计算机技术，从而使变频器能够拥有更强大的调节功能，智能化与信息化程度加深。如见，我国普遍使用的交流变频调速系统已经具有直流调速的能力。
2、变频器的工作原理
变频器一般分为两种形式，一种是交—交和交形式，一种是直—交—交形式。第一种形式能够使变频器转换为直交流变频系统，交流电可以控制，这种方式又叫直接形式的变频器。而后一种形式是将工频下的交流电转换成直接交流电，这种方式称为间接形式的变频器。当前，普遍使用的变频器都是交—直—交形式的变频器，其基本构造主要有主控电路，是由整流器、中间直流环、逆变器等电路组成，每一个部分的作用如下：
2.1 整流器的作用
整流器的作用是将电路三相交流电转换为直流电，使电流运行能够更加的安全和稳定。
2.2 中间直流电
鉴于逆变器的负载是电动机，负载的属性较为感性，这是因为不管电动机如何运行其功率都是大于1的，为此，变频器的直流环节与电动机能够进行无功率形式的转换，并且转换的功率要靠直流环节中的元件进行缓冲，为此，又将中间环节称为直流蓄能环节。
2.3 逆变器
变频器中的逆变器也有非常重要的作用，其主要功能是将直流电转换为调频器与电压三相交流电共同输出的方式。此外，逆变器还有非常大的电流功率与电子元件，主要目的是控制好电路。
3、通风机的分类与工作原理
3.1 分类
通风机的进风巷道是能够与进风侧面相互连接的，其作用是能够将井下污染的空气全部排除到外面，使井下的空气能够净化。通风机按照其服务的范围与通风流向可以划分为以下几个方面：
（1）按照其服务范围划分。通风机按照其服务范围可以划分为以下几种：井下主要是通风机，这种通风机的主要任务是承担整个井道的通风工作；还有一种是局部通风机，其主要任务是承担井下某一区域内的通风工作，最重要的是负责掘进面的通风。
（2）按照空气在通风机内流动的方向可以将通风机划分为：离心形式的通风机。这种通风机运行下的空气能够沿着通风机的轴线进入到叶轮中，并能够使空气在叶轮中直线流入到外界空气中，使井下空气得以净化。
（3）有一种轴流式的通风机，空气会沿着轴线径直流向叶轮中，空气再经过叶轮流入到外界空气中。
3.2 通风机的工作原理
（1）离心式通风机工作原理。叶轮在电动机的带动下，其叶轮的叶片能够在空气的作用下将空气流向到转轮的边缘部位，在空气离开了叶轮以后就会形成螺线式的机器外壳。最后外界的空气就能够在大气压的作用下流向叶轮，最后，通风机内就会形成连续的风流，将井下的污浊空气排出到外界空气中。
（2）轴流式的通风机原理。在电动机对叶轮进行驱动时，叶轮上的叶片能够逐渐推动叶轮的叶片运动，运动轨迹是圆周式的运行，并在运行的同时使空气沿着轴向进行流动，在经过了整流器与扩散器时将空气排出风机。而在此过程中，叶轮机的叶轮入口处能够形成一定的负压，在负压下能够将外部的空气全部都排出到外界，并在风机内形成连续的风流。
4、变频器在煤矿通风机中的应用方法
4.1 有显著的节能效果
当前，在我国很多煤矿中，矿井下一般都使用调风机对风量进行调整，其具体方法为：机械调整方式，就是用机械设备对叶轮的叶片转角进行调整，再对空气阻力进行控制的过程，在对叶片角度进行调整过程中能够使风量得到调整，最终使风量降低，对空气阻力进行控制能够使系统增加阻力，但是电能节约效果并不明显；还有一种是电气调整空气法，就是指电气调速过程。主要是对电机设备的级对数进行调整，还可以通过调整电源频率达到调速的效果。另外一种方式是串级调速，这种方式是当今风量调整的最佳方式。这是因为调整的风量功率与转速之间呈立方关系，通过对风量进行转速达到最佳排风效果，在矿井中使用变频调速器能够最大限度的节省电源，最大节省率可以达到百分之二十以上。
4.2 变频器的电机软启动功能
在井下变频器的电机启动功能效果明显，启动时的电流一般都是从零开始，并能够缓慢对实际需要的负荷电流进行增加，此过程并不会产生击电流，还能够是电气设备使用的时间延长。
4.3 提高功率
从变频器的监视效果来看，电机设备的功率在0.854左右，在应用了变频器以后，可以将其当成无功率补偿装置使用，从而使电机功率降低，节省了电能投资。此外，在应用电机时其转速会比额定的转速低很多，并且还能够大幅度的降低风机的噪音，减少了噪声污染，从而使井下的工作环境得以改善。变频器的使用非常简单，只要控制好其面板的箭头就要能实现操作。
5、结语
本文主要对变频器在煤矿风机中的应用进行了分析，探讨了对变频器的使用特点以及种类。通过以上的分析可以知道，变频器应用到通风机系统中能够大大提高设备运行的效率还能满足井下的生产条件，能够降低设备的维护成本，降低能源的消耗。此外，应用风机传动系统还能够使系统的控制增强，设备性能能够增强，对于节约能源、净化空气有非常重要的意义，能够促进煤矿开采的发展。
参考文献
[1] 何亚浩，贺帆，杨荣生等.密集烘烤过程中风机变频技术对烟叶质量影响[J].西北农业学报，2011，20（4）：76-81.
[2] 吕振，郭凤仪，刘雨刚等.煤矿风机监测系统中传感器智能转换单元研制[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2010，25（6）：885-886.
[3] 林琳，王鼎媛，徐飞等.煤矿风机智能人员管理和远程监控系统的应用研究[J].煤矿安全，2010，39（2）：15-17.
[4] 李新.煤矿风机用隔爆兼本质安全型变频控制装置的研制[J].矿业安全与环保，2011，38（5）：25-26.
[关键词]变频技术 煤矿风机 节能减排
中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0218-01
煤矿巷道通风系统的重要作用是为矿井工作人员提供新鲜的空气，该系统能够将井下有毒、有害的物质全部抽出来，对井下的空气温度、湿度进行调节，从而使矿井下的环境更清洁，提高煤炭开采的效率。由此可见，通风机是煤矿通风系统最为重要的设备，其功率相对较大，并能够连续不断的转动，为此，会消耗掉非常多的能源，增加了媒体企业的开采成本。为此，很多煤矿企业为了减少能源损耗会对通风机的使用提高重视度，在这种背景下变频调速器成为了煤矿企业关注的焦点，变频器能够通过调速技术改变风的转速，实现调节风量的目的，其安全性高，又能实现节能减排，对提高煤矿企业经济效益方面有非常重要的意义。
1、变频器概述
变频器是很多工业生产与矿山开采中应用的重要设备，其实现异步电动机无级调速的方法是按照转速表达式对变频器的电动机供电频率进行平滑的调节，调速完的变频器能够实现对风速的自由调控。为此，变频器的作用是能够将设备的工频电源转换为可以调节的频率，同时还可以实现电压的调控。我国最早出现的变频装置内同时有发电机与发动机设备组，但是其性能却一般，生产的效率非常低。到了上个世纪末，我国对变频器做出了改造和发展，融入了很多电子器件与计算机技术，从而使变频器能够拥有更强大的调节功能，智能化与信息化程度加深。如见，我国普遍使用的交流变频调速系统已经具有直流调速的能力。
2、变频器的工作原理
变频器一般分为两种形式，一种是交—交和交形式，一种是直—交—交形式。第一种形式能够使变频器转换为直交流变频系统，交流电可以控制，这种方式又叫直接形式的变频器。而后一种形式是将工频下的交流电转换成直接交流电，这种方式称为间接形式的变频器。当前，普遍使用的变频器都是交—直—交形式的变频器，其基本构造主要有主控电路，是由整流器、中间直流环、逆变器等电路组成，每一个部分的作用如下：
2.1 整流器的作用
整流器的作用是将电路三相交流电转换为直流电，使电流运行能够更加的安全和稳定。
2.2 中间直流电
鉴于逆变器的负载是电动机，负载的属性较为感性，这是因为不管电动机如何运行其功率都是大于1的，为此，变频器的直流环节与电动机能够进行无功率形式的转换，并且转换的功率要靠直流环节中的元件进行缓冲，为此，又将中间环节称为直流蓄能环节。
2.3 逆变器
变频器中的逆变器也有非常重要的作用，其主要功能是将直流电转换为调频器与电压三相交流电共同输出的方式。此外，逆变器还有非常大的电流功率与电子元件，主要目的是控制好电路。
3、通风机的分类与工作原理
3.1 分类
通风机的进风巷道是能够与进风侧面相互连接的，其作用是能够将井下污染的空气全部排除到外面，使井下的空气能够净化。通风机按照其服务的范围与通风流向可以划分为以下几个方面：
（1）按照其服务范围划分。通风机按照其服务范围可以划分为以下几种：井下主要是通风机，这种通风机的主要任务是承担整个井道的通风工作；还有一种是局部通风机，其主要任务是承担井下某一区域内的通风工作，最重要的是负责掘进面的通风。
（2）按照空气在通风机内流动的方向可以将通风机划分为：离心形式的通风机。这种通风机运行下的空气能够沿着通风机的轴线进入到叶轮中，并能够使空气在叶轮中直线流入到外界空气中，使井下空气得以净化。
（3）有一种轴流式的通风机，空气会沿着轴线径直流向叶轮中，空气再经过叶轮流入到外界空气中。
3.2 通风机的工作原理
（1）离心式通风机工作原理。叶轮在电动机的带动下，其叶轮的叶片能够在空气的作用下将空气流向到转轮的边缘部位，在空气离开了叶轮以后就会形成螺线式的机器外壳。最后外界的空气就能够在大气压的作用下流向叶轮，最后，通风机内就会形成连续的风流，将井下的污浊空气排出到外界空气中。
（2）轴流式的通风机原理。在电动机对叶轮进行驱动时，叶轮上的叶片能够逐渐推动叶轮的叶片运动，运动轨迹是圆周式的运行，并在运行的同时使空气沿着轴向进行流动，在经过了整流器与扩散器时将空气排出风机。而在此过程中，叶轮机的叶轮入口处能够形成一定的负压，在负压下能够将外部的空气全部都排出到外界，并在风机内形成连续的风流。
4、变频器在煤矿通风机中的应用方法
4.1 有显著的节能效果
当前，在我国很多煤矿中，矿井下一般都使用调风机对风量进行调整，其具体方法为：机械调整方式，就是用机械设备对叶轮的叶片转角进行调整，再对空气阻力进行控制的过程，在对叶片角度进行调整过程中能够使风量得到调整，最终使风量降低，对空气阻力进行控制能够使系统增加阻力，但是电能节约效果并不明显；还有一种是电气调整空气法，就是指电气调速过程。主要是对电机设备的级对数进行调整，还可以通过调整电源频率达到调速的效果。另外一种方式是串级调速，这种方式是当今风量调整的最佳方式。这是因为调整的风量功率与转速之间呈立方关系，通过对风量进行转速达到最佳排风效果，在矿井中使用变频调速器能够最大限度的节省电源，最大节省率可以达到百分之二十以上。
4.2 变频器的电机软启动功能
在井下变频器的电机启动功能效果明显，启动时的电流一般都是从零开始，并能够缓慢对实际需要的负荷电流进行增加，此过程并不会产生击电流，还能够是电气设备使用的时间延长。
4.3 提高功率
从变频器的监视效果来看，电机设备的功率在0.854左右，在应用了变频器以后，可以将其当成无功率补偿装置使用，从而使电机功率降低，节省了电能投资。此外，在应用电机时其转速会比额定的转速低很多，并且还能够大幅度的降低风机的噪音，减少了噪声污染，从而使井下的工作环境得以改善。变频器的使用非常简单，只要控制好其面板的箭头就要能实现操作。
5、结语
本文主要对变频器在煤矿风机中的应用进行了分析，探讨了对变频器的使用特点以及种类。通过以上的分析可以知道，变频器应用到通风机系统中能够大大提高设备运行的效率还能满足井下的生产条件，能够降低设备的维护成本，降低能源的消耗。此外，应用风机传动系统还能够使系统的控制增强，设备性能能够增强，对于节约能源、净化空气有非常重要的意义，能够促进煤矿开采的发展。
参考文献
[1] 何亚浩，贺帆，杨荣生等.密集烘烤过程中风机变频技术对烟叶质量影响[J].西北农业学报，2011，20（4）：76-81.
[2] 吕振，郭凤仪，刘雨刚等.煤矿风机监测系统中传感器智能转换单元研制[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2010，25（6）：885-886.
[3] 林琳，王鼎媛，徐飞等.煤矿风机智能人员管理和远程监控系统的应用研究[J].煤矿安全，2010，39（2）：15-17.
[4] 李新.煤矿风机用隔爆兼本质安全型变频控制装置的研制[J].矿业安全与环保，2011，38（5）：25-26.