（变频调速器在矿山中的应用）（最终版）

按上述要求设计的压缩机变频调速系统，充分的运用了变频器的可编程控制功能，节省了台可编程控制器和调节器实现用最少的控制元件，达到恒压供气的目的。

设备改造后实现了供风压力闭环控制，减少了压缩机启停次数，减轻操作人员劳动强度降低了耗电量和机械磨损，延长了机械使用寿命。

变频调速技术在矿井通风机中的应用矿井通风机是地下煤矿生产的主要用电设备之，其节能运行在煤矿节电中占有重要的地位。

矿井通风机般采用异步电机或同步电机拖动，恒速运转，般容量大，电机供电电压高或。

煤矿建设的特点是巷道逐年加深，产量逐年增加，所需的通风量逐年上升。

但矿井通风机在设计选型时，往往是按最大开采量时所需的风量为依据的，般都留有余量，因此矿井在投产后几年甚至十几年内，矿井通风机都是处在低负载下运行。

此外，通常矿山井下作业不均衡，般夜班工作人员少，所需风量也小，在节假日时，可能只有泵房等固定的井下场所的值班人员工作。

尽管井下人员少，但也得照常向井下送风，矿井通风机般不调节风量，若要调节风量时，传统的方法是调节档板。

这种办法虽然简单，但从节能的观点看，是很不经济的。

下图所示的为几种调节风量的方法节电比较。

图中挡板法前导器法液力耦合器绕线电动机切换转子电阻调速法变频调速法。

由图可见，变频调速法在各种风量调节方法中是最理想最有效最节能的调节方法。

有关变频调速技术在矿井通风机中的应用，现以矿为例说明。

该矿的矿井通风机都采用高压电机传动，有高压同步电机和高压异步电机两大类。

由于矿井通风机是矿山的耗电大户，节电潜力很大，但它又是高压电机传动，实现变频调速有定困难。

于是，该矿以老南风井的，同步电机传动的矿井通风机为对象，研制开发了同步电机直接高压变频器。

这是国内第台同步电机直接高压变频器，该变频器投入运行后，节电效果十分显著。

新南风井的矿井通风机采用，高压异步电机传动，高压变频器采用型三电平高压变频器。

于年月投入运行，节电效果也是十分显著的。

下面分别简要介绍这两种高压变频器。

同步电机直接高压变频器同步电机高压变频器主要有两类，即他控式变频调速系统和自控式变频调速系统。

他控式变频调速系统所用的变频装置是独立的，其输出频率直接由速度给定信号决定，属速度开环控制。

自控式变频调速系统可以使同步电机不存在失步和振荡等问题，所以般都采用自控式运行。

这种同步电机直接高压变频调速装置是采用交直交电流型变频调速系统，属自控式变频调速系统，它由变频器同步电机转子位置检测器以及控制系统组成。

变频器主电路采用晶闸管串联组成的高压阀串作为功率元件，它是利用是世界上的产煤大国，又是能源相对贫乏的国家之，而且也是吨煤耗能较高的国家。

而推广使用变频器在煤矿行业进行改造，节约能源的效果将是非常可观的，适应了国家建设节约型社会的潮流。

变频器在煤矿中的应用展望我国是世界上的产煤大国，又是能源相对贫乏的国家之，而且也是吨煤电耗比较高的国家。

我们要创造出条以低能耗实现现代化的新道路，节能降耗实为明智之举。

如果煤矿上需要调速的设备，多数能使用变频调速装置，节约能源的效果将是非常可观的。

由于煤矿环境的特殊性，在国内，变频器在煤矿上的应用寥寥无几。

但本人深信在热心从事变频器研究和应用的的专业人士的努力下，在市场经济的驱动下，适合煤矿环境使用的变频器定会有所规模的发展。

致谢参考文献曾毅等著，变频调速控制系统的设计与维护，山东科学技术出版社，年李虹著，变频调速在矿山节能中的应用，变频器世界，年月马建民赵增玉著，现代提升机数字控制系统，中国矿业大学出版社，年月采矿手册，冶金工业出版社，年月禇祖同著，交流调速中的变频技术，北京冶金工业出版社，年同步电机的反电势来关断逆变器的晶闸管，它没有强迫换流电路，因而主电路结构简单。

根据该生产的情况需要，把高压变频器按周期性的固定频率运行，早班变频装置运行在，中班运行在，在期间为放炮时间，变频器运行于，运行在，期间为放炮时间，变频器运行于，井下作业人员很少运行于，期间为放炮时间，变频器运行于，运行于。

经节能测试及能量平衡测试，以及该矿老南风井的实际记录，在正常生产期间，节电率达节假日时变频器运行于，节电率达。

年节电为万，节能效果十分显著。

异步电机三电平高压变频器在成功研制开发了老南风井同步电机直接高压变频器的基础上，根据深部开采的需要，对新南风井的矿井通风机进行改造，我院和有关单位合作，经过论证，最终决定采用引进轴流式风机和三电平高压变频器。

该变频器的原理图如下图所示。