河北省唐山市路北区韩城镇开滦集团东欢坨矿业集团 063700
摘要：随着我国矿产行业的发展，对其煤矿作业的安全、节能、经济效益等问题逐渐重视；而煤矿主扇通风机，在矿井中起到安全保障的作用，是必不可少的设备；但是其电量大量的耗损，使其经济效益损失严重，同时也是该行业针对于煤矿主扇通风机研究完善的重点；对此本文就变频技术在煤矿主扇通风机节能改造中的应用内容进行分析。
关键词：煤矿主扇通风机；变频技术；节能改造；经济效益
在当前科学技术快速发展的背景下，很多新型的技术被广泛应用在各个领域中，这些技术在应用时的整体效果普遍比较良好，所以受 到了人们的广泛关注和重视，在很多领域中都实现了合理利用。由于 我国本身就是煤矿资源消耗大国，人们近年来对煤矿资源的整体需求量也一直在不断增加，煤矿企业在日常运作和发展过程中，为了从根 本上可以满足人们在日常生活中对煤矿资源的个性化需求，一直在积极引进和利用一些先进的技术手段。
节能改造前煤矿主扇风机存在的风险
由于矿井内部环境具有一定的复杂性和特殊性，所以通常情况下的井下作业具有非常强烈的风险性。矿井内部的风量通常情况下都是直接利用风门开度的有效调节，实现对风道断面大小的合理判断，同 时还要对其进行有针对性的调整。这种方式在其中的应用，不仅需要 耗费大量的人力、物力给予支持，而且在时间方面也会呈现出非常严 重的损耗。除此之外，在与风机的实际应用情况进行结合分析的时候， 发现通常在电动机启动的时候，一般都会直接选择利用直接打开的方式来进行操作。在具体操作过程中，其自身一般都是在额定电流 5~7 倍来实现对电流量的有效控制。与此同时，无论是在电机或者在机械 严重的冲击和影响下，电动机在运行过程中的状态会出现变化。由于 受到这些因素的影响，电动机实际应用过程中的质量会受到威胁，同 时其自身的使用寿命也会受到严重影响。另外，在具体操作过程中， 通常情况下是直接通过对风门的有效调节，促使通风阻力在其中可以得到有效增加。与此同时，还要对主扇风机在实际应用过程中的风量 进行适当的调整，同时还要对运行情况进行实时有效的监督和管理。
变频技术在煤矿主扇风机节能改造中的应用措施基本的改造方案分析
①改造对策。将一台变频控制柜并联到原主扇风机配电柜系统上，选择 HY-FAN/INV-3.0 型号的设备，选用富士 FRN200P11S-4CX 型号的变频调速控制装置，在 380V 左右控制其额定电压，在 0-50Hz 控制其频率，在 380A 控制其额定电流。
②设备的运行原理。在启动风机时，基于变频器的控制与掌握， 从低频开始慢慢启动电动机，也就是在 1-2Hz 的范围内进行启动，然后在 10 秒钟内与其设定的频率值相吻合；在启动了风机后，通过调节电位器，调整变频设备的运行频率，进而不断强化主扇风机的运行性能与状态，科学的掌控其运行风量，确保在最佳的工作状态内运行通风系统。因为将故障报警系统安装到变频控制柜上，在出现故障问题后， 会出现声光报警，然后将故障问题的原因显示出来。并联安装原有启动系统以及变频控制系统。从而达到手动切换两柜的目的，如果有故障出现在了变频控制系统中，可以向原启动柜进行切换而再次工作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
基本的技能原理探究
①变频装置的节能原理。通过分析流体传输装置风机的运行原理能够推测：风机的运行风量和他的转速是成正比关系；风机运行时所承受的压力和他的转速平方也是正比关系，而流量和压力的乘积即为风机的轴功率值，因此能够得出风机转速的三次方和其轴功率是成正比关系， 也即是和电频率的三次方也是为正比的关系。通过上述分析可以得知，通过完善与强化风机的转速，就能够使得风机的输出功率发生变化，因此， 通过改变变频调速设备的转速情况，从而不断优化与完善矿井内的风量。
②变频装置的节能原理以及风门的特征。下图是管道压力、流量和风门开启角度的关系值：
在以额定转速 n0 运行电动机时，a0 即为风门的基本角度，而且是全开状态下的风门角度。在 a 和 a1 发生变化时，管道的流量和管道的压力只有顺着 A、B、C 点不断变化，为了向 Q1 缩减管道流量，这样一定要向 a1 缩减风门的开度，这样会从以前的 H0 向 Hq 提升风门前的压力。从而达到控制其速度的目的。由原来的 H0 向 Hh 缩减风门后压力。这样就会有一个压差△ H ＝ Hq-Hh 出现在风门前后。如果在全开的状态下控制风门，通过变频设备进行调速，向 n1 旋转风机转速， 而且 Q1 位其流量值，Hh 为其压力值，这样工艺就会同风门调节相同， 与风量要求相吻合，然而在电动机的功耗方面会存在一定的差异。风机水泵轴功率和扬程、流量以及压力的乘积为正比例关系。在用风门调节也就是流量为 Q1 时，用 Nf ＝ kHhQ1 表示电动机的功率，进而有效的节约其中的电能。通过上图能够得知，越低的流量，就会有越大的风门前后压力，也就是变频调速在低转速以及小流量时，就会有更好的节能效果。
改造技能原理的有效应用
变频技术在煤矿主扇风机节能改造升级过程中的合理利用，不仅可以实现良好应用效果，而且还可以最大限度保证该技术在实际 应用过程中的作用和价值可以得到有效发挥。该技术在实际应用过 程中，离不开变频装置在其中的合理安装和利用。变频装置在应用 时，其主要是通过流体传输装置分机在实际应用过程中的基本原理 来实现推测和分析。风机在运行过程中，其自身的风量、转速之间 呈现的是正比关系。而风机在运行过程中会承受的压力与其自身的 转速平方之间也会呈现出正比的关系。但是在与实际情况进行结合 分析的时候，发现流量与压力的乘积，也就是风机在实际应用过程 中所呈现出的轴功率值。由此可以看出，风机转速的三次方与其自 身的轴功率之间可以实现正比的关系。在与实际情况进行结合分析 的时候，发现在具体操作过程中，要采取有针对性的措施，实现对 风机转速的完善和强化。这样做的根本目的是为了促使风机在整个 输出过程中的功率可以发生变化。所以在这种背景下，可以对变频 调速设备在运行过程中的整个转速情况进行是的调整，这样可以实 现对矿井内部风量的优化和完善，同时还可以将变频技术在其中的 应用作用充分发挥出来。
通过变频技术在煤矿主扇风机节能改造升级中科学合理的利 用，其在针对矿井内部的风量进行调整时，会更加简单。与此同时， 在对变频器等各种不同类型设备进行应用时，变频器无论升高或者 是降低，都可以实现对其自身频率的有效控制。这样不仅有利于实 现对整个矿井风量的合理，而且还可以实现矿井内部通风能力的有 效提升。
结语
根据修改煤矿主扇风机的变频调速控制器我们可以明显的发现 , 修改煤矿主扇风机的变频调速控制器，可以有效全面的降低了能源消耗的电机、起动器启动性能，电动机的应用大大延长使用寿命。通过大量实践，可知改造后的主风机运行可靠稳定，降低了维护和应用成本，取得了良好的效益和改进要求及目标。
参考文献
朱会东，田力勇 . 基于可编程序控制器的煤矿主扇监控系统设计[J]. 装备机械，2018（04）：40-44.
李园园 . 基于变频调速通风机在线监控系统研究 [J]. 西部探矿工程，2018，30（09）：118-119+122.
王强 . 煤矿机电设备节能改造中变频技术的应用 [J]. 机械研究与应用，2018，31（04）：186-187+190.
论文作者:何绍存
论文发表刊物:《福光技术》2019年32期
论文发表时间:2020/3/14
标签：风门论文; 扇风机论文; 风机论文; 转速论文; 风量论文; 过程中论文; 矿井论文; 《福光技术》2019年32期论文;