變頻技術在煤礦主通風機中的應用

武麗娟

（山西焦煤霍州煤電集團公司， 山西 霍州 031400）

引言

在煤礦日常設備管理中，主通風機變頻控制項目已經逐漸趨于常態化，能為礦井風量管理和自動控制提供便利，并且為煤礦企業踐行經濟效益、生態效益和社會效益三者共贏提供保障。

1 在煤礦主通風機上應用變頻技術的意義

1）優化整體系統的可靠性。主通風機的電氣參數能對加速曲線予以判斷，能在達到軟啟動效果的同時，集中考慮變頻器偶然故障情況下旁路工頻運行以及基本的啟動方式[1]。按照井下需求的實際風量和風壓，對風機葉片進行及時調整，確保其能滿足預先通風最佳狀態后，結合主通風機特性曲線對最佳工況點予以判定，從而提高整體可靠性。另外，倒機也是要定期進行切換操作，保證維護保養工作的完整程度，在井下風量和風壓相同的基礎上，保證工作參數的調整結構滿足實際需求。

2）優化系統的節能效果。相較于傳統的技術體系，主通風機應用變頻技術，能有效滿足節能目標。尤其是在變頻器三相輸出電壓波形處理過程中，異步電動機的電子電流能形成高次諧波，會出現電動機損耗，因此，要借助高效低耗的電動機，一定程度上減少繞組銅損問題和鐵芯損耗問題，確保中間變壓環節得以有效處理。值得一提的是，在變頻裝置應用后，當電壓的波動幅度控制在-30%～+15%之間時，依舊能有效架構完整的處理和運行措施，保證主通風機械的運行完整性，滿足節能指標[2]。

2 煤礦主通風機應用變頻技術的原則

第一，供電電源冗余。由于系統本身就是動力供電和控制體系，所以，要對動力結構予以分析。動力結構來自于差異化開關柜和母線段，為了保證電源備用效果的完整性，要對具體問題進行具體分析，確保UPS能為其提供必要的備份管理。

第二，實時遠程監控。在借助變頻系統Internet接口后，就能遠程監督，對遠程工控機械的作用予以判定。并且，取消了冗余的中間環節，電磁兼容性良好，且不會對其他設備造成困擾，實現功率因數的多元化處理，全程監督設備，避免出現停機問題和現象，維護主通風機運行的安全性和流動性。。

第三，變頻器容量最優化原則。要結合Se=KiPmax/cosφ對裕量予以判定，維護設計原則和相關數據參數結構[3]。

3 煤礦主通風機應用變頻技術的運行方案

3.1 無旁路系統設計

3.1.1 單電動機通風機

將電源柜、變頻器以及通風機組成的系統作為基礎，電源柜會為其提供電源。而在變頻器停止運行后就會斷開電源，正是基于此，在變頻器輸出柜對通風機電動機進行單臺處理和電動機變頻器調速運行后，就能對功率選擇進行總和分析和調節，確保變頻器拖動效果和運行靈活性滿足實際。正是由于系統的主電源借助電源柜變頻器進行供電處理，則變頻器輸出的通風機電動效果均為M1和M2等，系統的優勢就是操作更加便利，見圖1。

圖1 單電動機無旁路系統統計方案

在對通風機系統運行過程予以分析后，每臺通風機都是一臺電動機和兩臺通風機組成的，尤其是在變頻運動過程中，要對旁路開關予以斷開處理，確保主電源能經過電源柜形成變頻器供電結構，對輸出通風機相關參數予以判定的過程中，要整合工頻旁路運行效果，若是變頻器本身處于停止狀態，則要對其輸出柜予斷開處理，則整個系統的風機依舊能正常運行。正是由于系統增加了旁路結構，在實際運行體系維護中，確保了風機運行穩定性，整合了整個系統的安全性和可靠性。

3.1.2 雙電動機通風機

無旁路系統的設計基礎主要包括電源柜、變頻器以及變頻輸出柜等，能滿足電動機實際需求。在電源柜為變頻器提供電源的同時，能在暫停時直接切斷電源，維護系統核心管理效果和水平。也就是說，通風機系統中，一個備用一個使用，能對周圍的旁路開關予以處理，完善主電源電源柜變頻器供電效果的同時，對停止狀態予以判定，有效增加旁路功能，見圖2。

圖2 雙電動機無旁路系統統計方案

3.2 旁路系統設計

若是系統內出現旁路系統設計，主要就是電源柜、變頻器、變頻輸出柜以及通風機電動機組成結構。在實際設計方案中，電源柜為整個系統提供基本的動力電源，能在斷開電源后直接形成有效的處理框架和輸出柜變頻器側隔離處理，利用通風機和斷路器的結合，確保輸出側不會出現人工頻電源，完善處理效果和整合機制，確保故障問題不會出現偏差，減少設備變頻器損壞問題。

正是基于此，在系統運行過程中，能借助相應的技術設計，能在無中斷的情況下進行旁路管理和約束的變頻調速后備系統。在通風機處理項目中，主電源為電源柜變頻器提供原始動力，建立系統化的處理架構和維護措施，保證設備運行的完整性，借助變頻器對通風機電動機予以變頻調速處理，減少停運管理工作對相關問題產生的不良影響。

4 結語

將變頻技術應用到煤礦主通風機上，能對變頻調速系統和監測系統聯網結構進行自動調節和控制，保證相關參數符合預期設計。尤其是在井下采煤處理過程中，變頻技術的應用能在提升變頻器工作效率的同時，也能維護安全性需求，確保生產安全的可持續發展。

[1]杜均新.高壓變頻器在煤礦主通風機上的應用[J].煤礦機械，2015，29（4）：157-160.

[2]馬修峰.變頻技術在煤礦主通風機設計中的方案優化[J].煤礦機電，2015（4）：55-57；62.

[3]張東.高壓大功率變頻器在煤礦主通風機的應用方案[J].中國高新技術企業，2015（7）：159-160.