矿用对旋轴流通风机的变频改造
矿用对旋轴流式主通风机的高压变频技术改造
技师 ， 现在朔里煤 矿机 电科从事机 电技 术管理工作。
启动 ， 动电流大 ， 电动机 的绝缘有着较大威胁 。高 启 对 压 电动机在启动过程中所产生 的单轴转矩使 风机 产生
折光和运煤车辆浮尘带来的影 响；
１ ４
互 技 娃晨
２８ 第６ ０年 期 ０
矿用对旋轴流式主通风机的高压变频技术改造
杨 杰
（ 淮北矿业集 团公 司 朔里煤矿 ， 安徽 淮北 ２５５） ３ｏ４
摘要Biblioteka 变频改造后 ， 送风量不再 由风 门调节 。 而由变频器通 过变频调节风机 的转速来 实现 ， 调节 范围 Ｏ 一ｌＯ ％ Ｏ％。这 样 ， 可根 据生产 需要 随 高压 变频器 对旋 轴流式通风机 煤矿通风
１４ 现场施测技术 要求 ．
的方法和多项测量新技术， 对井上下的测量资料进行 了统一的分析改算， 从而保证了东风井大型测量工程
的准确 贯通 。最后 经 过 现 场实 测 ， 风 井 中 心在 一 东
１５ ７ｍ和一 ５ｍ连接处的巷道中线误差为０００ ， ２０ ． ｍ 腰线 ５ 此工程的顺利贯通， 不仅能满足海域扩大区和矿井安 全通风的要求 ， 而且节省了大量工程返修 费用 ， 为矿井
（） 动化程度低。主风机依靠人工调节档板， ３自 故
障状态 下 ， 会对矿井正常生产造成严重影 响。 ２ 对旋轴流通风机 的特点 煤矿对旋风机 主要采用 两级 叶轮对旋 式结构 ， 两
损坏， 无需输出滤波器， 可以延长输出电缆长度 ， 直接
电机的谐波损耗大大 减少 ， 除 消 级叶轮分别 由容量及相同型号电动机驱动， 两个叶轮 用于普通 电机 。同时 ， 负载机械轴承和叶片的振动。当某一个功率模块出现 旋转方 向相反 。从进 风 １看 ， ： 第一级 叶轮顺 时针 方 向 ３ 旋转 ， 第二级 叶轮则逆 时针方 向旋转。 当空 气流 入第
矿用对旋轴流通风机改进设计
ＨＥＹ ｎ ＪＡ Ｇ Ｚ ｉｕ ， Ｉ ｈ—ｉ ， Ｈ ＧＪ ａ ， Ｉ Ｎ ｈ－ ｎ Ｑ Ｎ Ｚ ｉ ａ Ｚ ＡＮ ｉ ｊ ｘｎ ｅ
（ｈｎ ａ ｕｂｎ ｓ ｂｉ ｍｅ ｔ ｈ ｎ ｄ １ ５ ０ Ｃ ｉａ Ｃ ｉａＧ ｓＴ ｒｉｅＥ ｔ ｌ ｈ ｎ ，Ｃ ｅ ｇ ｕ６ ０ ０ ， ｈｎ ） ａ ｓ
关键 词 ：对 旋 轴 流通 风 机 ； 片 ； 率 ； 进 叶 效 改 中 图分 类 号 ：Ｔ ４１２ Ｄ４ 文献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ７ — ６ ０ （０１ ）０ — ０ ３ ０ ６２ ２２ ２ １ ２０５—５
Ｐｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｍｐ ｏ ｅ ｅ ｔｏ ｕ ｔ ｒ ｒ ｔ ｔ ｇ Ａｘ ａ ｏ Ｆａ ｒ ｏ ｍ ｎ ｅＩ ｒ ｖ ｍ ｎ ｆＣ０ ｎ ｅ — ０ ａ ｉ ｉ ｌ ｎ Ｆｌ ｗ ｎ
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第 ２ ４卷 第 ２期
２１ ０ １年 ５月
燃 气 涡 轮 试 验 与研 究
Ｇａ ｒ ｎｅ Ｅｘ ｒｍｅ ｎｄ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｓＴｕ ｂｉ ｐｅｉ ｎｔａ ｓ ａ ｃ
煤矿对旋轴流式主通风机高压变频拖动方案的设计及应用
￣ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｉ ｎｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ｏ ｆ ｍａ ｉ ｎ ｆ ａｎ ｗｉ ｔ ｈ ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ｅ ｒ — ｒ ｏ ｔ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｘ ｉ ａ ｌ — ｌ ｆ ｏ ｗ ｔ ｙ ｐ ｅ ｓ ．ａ ｎ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｓ ｔ ｈｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ａ ｎ （ １ ｄ ｉ ｓ ａ ｄｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｅ ａ ｃ ｈ ｄ ｉｖ ｒ ｅ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ，ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｓ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｎ ｃ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ｑ ｕａ ｌ ｉ ｔ ｙ，ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ
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矿井主通风机变频改造节能效果分析及应用
其中①和②两种方法电机效率基本不变 ， 属高 效调速方 法 ； 法调 速时 电机 损耗增 加 ， 而③ 属低效 调 速方法 。 由于 ②法 的极对数 Ｐ只能按 整数 变化 ， 所 以变极调 速是有 级调速 ， 不能实 现匀滑调 速 目的 ， 通 常仅用 于对调速 要求不是 很高 的场合 。所 以只有 ① 是行之有 效 的高 效调速方 法 。 电机 调速节 能 不能 仅着 眼于 电机 本 身 的效率 ， 而要着重 于 电动 机拖 动 负载 的节能 效 果 ， 其主 要取 决于负载 的转矩 特性 。 风机 负载转 矩 大小与 转速 疗的二 次 方成 正
统调节 风量手段 所造 成 的 能量 损失 ， 矿井 通 风 电耗
式中： ｎ为电机转速； 。 为工作电源频率； 为 ｓ
异步 电机转差 率 ； 电机磁 极对数 。 ｐ为
从 （ ） 看 出 ， 想 改 变 电动 机 的速 度 可 以从 １式 要 以下 三方面着 手 ： 改 变 电动 机工 作 电源频 率调 速 ①
盛团秀： 矿井主通风机变频改 造节能 效果分析及应用
ｋ ｒ‘ （） ３
第２ 卷第７ ０ 期
统 实现 变频 闭环 自动控 制功 能 。 五 阳矿南 丰井 主通 风 机 改造 后 运 行 工况 为 ： 风
门全开 ； 叶角度 “＋ 。 ； ＝１ ０ ｍ ｎ ： 风 ３’Ｑ ’ ７０ ０ｍ ／ ｉ；
ｔ） （ Ｊ １ ｌ
需求， 给企业造成重复投资 ； 二是选用大能力的通风 机全 速运转 ， 通过调 节风 门 、 挡板 开度 的大 小来 调整 所需 风量 ， 多余风 量 以风 门、 挡板 的节 流损 失 消耗 ， 造成 “ 大马拉 小车 ”、 能源 利用效率 低 的问题 。如何 使企 业一次投 资 ， 同时 又有 效 解决 矿 井 不 同时期 通 风要求 和 能源 利 用 效 率 低 的 问题 仍 面 Ｉ 巨的 探 临艰 索。 变 频调速技 术一 改普通 电动机 只能 以定速 方式 运行 的陈 旧模式 ， 得 电动 机及 其 拖 动 负载在 无 须 使 任何 改动 的情况 下 即可 以按照 生产工 艺要求调 整转 速输 出 ， 通过 降低 电机 功耗达 到系统高效 运行 目标 。 主通 风机变频调 速 技术 的应用 ， 仅 可有 效解 决 不 不 同时期 及变化条 件下 的通 风需 求 ， 可有 效杜 绝 传 也
矿用通风机的变频改造
矿用通风机的变频改造1、引言：煤矿巷道用的通风系统，在煤矿的安全生产过程当中起着至关重要的作用。
矿井的瓦斯爆炸，与巷道的通风是否顺畅，风量的足否都有着直接关系，一旦通风不畅，瓦斯浓度升高到一定程度，即会造成爆炸塌井，造成重大事故，危及矿工的生命安全。
而随着开采及掘进的不断延伸，巷道延长，所需要的风量也将不断增加，风机所用功率也将加大。
四季的交替，冷热的变化，所需要的风量也需不断调节，但煤矿原根据反风及开采后期运转工况所设计的通风机及拖动的电动机的功率，通常远大于煤矿正常生产所需要的运转功率。
传统的调节系统，是根据风量所需要的多少，靠调节风门来实现的，不但浪费了电能，调节起来也不方便，而且原电控系统采用直接或降压起动，对大功率电机（一般在55KW 以上）来说，启动时间长，启动电流大，对电动机的各种保护功能也不齐全，很容易烧毁电机，对电网也造成较大的冲击，甚至会使供电系统跳闸。
变频调速器作为一种新型的电力变换装置，已成熟地应用到工业生产的各个方面，不但启动容易，节能效果显著，而且对电机保护功能齐全，为了进一步保证矿井生产的安全，降低生产成本，提高自动化程度，对矿井通风机的变频改造就成为势在必行的工程了。
2、矿用通风机的种类及改造方式矿用通风机由于在生产中非常重要，通常采用一用一备两套系统，在一台出现故障时马上可以投入另一套系统运转，安全可靠，保证巷道的通风。
矿用通风机一般是离心风机或轴流风机两大类。
我们应用本公司生产的变频器在新疆和山西三处煤矿四个通风机上进行了变频改造。
其中在新疆的三台都是离心风机，山西的两台是660ν/500KW的大功率一拖二轴流式风机，效果都十分理想。
节电率最好的可达35%以上。
这里着重谈一下我司生产的660ν/500KW的变频器的设计特点。
对这样大功率的变频器，若采用普通的结构，由于电流比较大，而对于660V电压等级来说，须采用1700V的IGBT。
而此类器件的电流目前市场上最大只有200A的。
变频调速技术在矿用对旋轴流式通风机的节能应用与分析
一
二 、 频 节 能原 理 ： 变
异 步 电 动机 的变 频 调 速性 能 根据 电机 学 原 理 。 流异 步 电 动 ห้องสมุดไป่ตู้ 的转 速公 式 ； 交
ｎ：
亘 ｎ （一） Ｑ １ｓ ＿
Ｐ
（一１ ３ ）
、
对旋 轴 流 式 通风 机 的 发 展 和主 要 研 究成 果
对 旋 轴 流 式 叶轮 机 械 的 研究 与 应 用 经 历 了几 十 年 的 发 展 过 程 。 取 得 了 丰硕 成 果 。早 在 上个 世 纪三 十年 代 ， 旋 轴 流 式 通 风 机 已 被 人们 对 所悉 知 。 置在 Ｏ Ｅ Ａ（ 国国 家 航 空研 究 局 ） 大 型风 洞 ， 用 两 台 设 Ｎ Ｒ 法 的 利
式 中 ： — — 电机 转 速 ｎ ｓ 一 转差 率 ｐ — 定 子磁 极 对 数 — 卜 电 源频 率
５ ００ 马 力 的 水 轮 机 作 为 动 力 所 进 行 的 风 洞 试 验 。 得 到 了 转 速 在 ５０
由 上 述公 式 得 知 ． 保 持 Ｐ ｓ 变 的条 件 下 ， 均 匀 的 改 变 电 源 在 、不 若 ｌｏ ２ Ｏ转／ 的综 合 特 性 曲线 。 同 时 ，相 继 获 得 了 前 置 叶 轮 不 同转 ０一 ４ 分 ， 速 的特 性 曲线 和相 对 功 率 消耗 曲线 。二 十 世 纪 九 十 年 代 ， 国对 对旋 频 率 ｆ可 以平 滑 的改 变 电 动机 的转 速 。 我 对 风 机 进 行 调 速控 制 属 于 减 少 空气 动力 的节 电 方法 。 同一 般 常 它 轴流 式 通 风 机 的研 究 也 十 分 活跃 ，其 研 究 的 重 点 主要 是新 型 高效 率 、 用 的 调节 风 门控 制 风量 方 法 相 比 ， 着 明 显 的 节 电效 益 。其 节 电 原 理 有 低 噪音 的优 化设 计 及 流 场 计算 分 析 等 。 着 理 论设 计 和 实 际 应 用 的不 随
变频调速技术在矿用对旋轴流式通风机的节能应用与分析
２ 变 频调 速节 能原理 ２１ 异 步 电源自动 机 的 变频 调 速 性 能 ．
（） ３ 根据不 同的风压 、 风量要 求 ， 对旋 轴流式 通风机 可采用 前置叶轮 、 置叶轮同时运转 ； 置叶轮运转 ， 后 前 后置叶轮停止 ； 后 置叶轮运转 ， 置叶轮停止 。这 ３ 前 种运行方 式 （ 试验 中后两种 但 运行方 式效率偏低 ， 噪声也效高 ， 一般 不宜采用 ） 大大拓 宽了实
１ 对旋 轴流 式通 风机 的发 展和 主要 研究 成果
矿用对旋轴流式通风机属叶轮机械 。所谓“ 对旋 ” 的概念 ， 是 指 两个 叶轮以互为相反的旋转方 向旋 转。它是依据一元相似 理 论 和 相 关 流 体 力 学 原 理 为 基 础 进 行 设 计 和 研 发 的 。对 旋 轴 流 式 叶 轮 机 械 的 研 究 与 应 用 经 历 了几 十 年 的 发 展 过 程 ，取 得 了 丰 硕 成 果。早在 ２ ０世纪 ３ ０年代 ，对旋轴 流式通风机 已被人们所 熟 知 。设 置 在 Ｏ Ｅ Ａ（ 国 国 家 航 空 研 究 局 ） 大 型 风 洞 ， 用 ２ Ｎ Ｒ 法 的 利 台 ５ ０ ５００马力 的水轮机作为 动力所进行 的风洞试验 ，得 到了转 速 在 １０ｒｄ ｎ ２ ０ｒｄｍ ｎ的综 合 特 性 曲线 。 同 时 ， 继 获 得 ０ ／ ～４ ／ｉ ａ ｍｉ ａ 相
化。 （） ６ 在保 持前 、 两级 叶轮 工况特 性在 高效 区运 行 的前 提 后 下， 因为前置 叶轮 为后扭 型 ， 后置 叶轮为预扭 型 ， 后置 叶轮的风 压一风量特性相对于前置叶轮 的风压一风量特性较 陡。因此 ， 前 置 叶轮安装 角度 的变 化主要影响风机 的风压特性 的变化 ；后置 叶轮 的安装角度的变化主要影 响风机风量特性 的变化 。同理 ： 在
变频调速装置在煤矿主通风机中的应用
节风量 有 ３种情况 ： 矿井 网络特 性不 变 ， 风量 减 ① 需 少 ； 总风 阻减 小 ， 风量 不变 ； ② 需 ③矿井 总风 阻减 小 ，
需风 量减少 。现 分别 分析这 ３种 情况下 的风 机功 率
变化 （ １ 。 图 ） （ ） 井 网 络 特 性 不 变 ， 风 量 减 少 （ １ ） １矿 需 图 ａ 。 已知矿 井风 阻为 ， 风机 原来 特性 曲线 的转速 为 ｎ ，
ｒ ， …
３
１ 变 频 调 速 节 能 的 理 论依 据
电机转 速与 工作 电源输 入频 率成 正 比 ， ： 即
ｎ＝ ０ （ 一ｓ ／ ６ｆ １ ）ｐ （） １
Ａ ＝ 。１ ｆ ， Ｊ Ｐ Ｐｌ 一 ｌｌ 、 ｎＩ Ｌ
（） ３
（） ２ 总风 阻减 小 ， 风量 不 变 （ １ ） 需 图 ｂ 。矿井 原
互 ｎ 旦 一 厘 ／０ ｏ Ｑ Ｈ ：。 ０ ｏ Ｐ
一
（） ２
雷诺 系数 ｅ 变不 超 过 ２～ 改 ３倍 时 ， 效 率 基 其
本不变， 因此采 用风 机 变 频调 速 改 变 风 机 的转 速 调
留有 一定 的富 余量 ， 以矿井初 期节 能 的潜力很 大 ， 所
调节 风量 的主 要方法 是减 风调 节 。减风调 节 主要有
钻孔尽 量集 中在 采空 区 中部 区域 。 （） ３ 采用 高位 钻孔 瓦斯抽 放 技术 后 ，２ ０ ３ ０ ３工作
另外 在抬 升高 度为 ３ 的钻孔 中 ， 近 采空 区 中部 ０ｍ 靠 的钻 孔也 能在较 高 的抽放 浓度 上保持 较 长的抽 放 时
间 ， 以后 的生 产 中也 可 以考 虑施 工 相 同参 数 的 高 在
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矿用对旋轴流通风机的变频改造
摘要：长期以来，煤矿由于受复杂的生产条件和环境影响，在矿用设备选型上都采用功率比较大的型号，电机全速运行，大马拉小车现象非常普遍，耗能十分严重。
如何以技术进步和技术创新为先导，降低企业的生产成本，提高劳动生产率是煤炭生产企业需要解决的迫切课题。
关键词：高压变频器矿用对旋轴流通风机调速节能
一、矿用对旋轴流通风机的变频改造的必要性
长期以来，煤矿由于受复杂的生产条件和环境影响，在矿用设备选型上都采用功率比较大的型号，电机全速运行，大马拉小车现象非常普遍，耗能十分严重。
如何以技术进步和技术创新为先导，降低企业的生产成本，提高劳动生产率是煤炭生产企业需要解决的迫切课题。
煤矿主通风机是煤矿的四大主要设备之一，作为矿井主通风，它每天24小时不停地运转，是整个矿井的“呼吸”系统。
然而随着开采及掘进的不断延伸，巷道延长，所需的风量也将不断增加，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。
但煤矿原根据反风及开采后期运行工况所设计的通风机及拖动的电动机的功率，通常远大于煤矿正常生产所需的运行功率。
矿井一般按开采各阶段中通风最困难时期选择风机型号。
一般矿山选型时，按实际通风参数配备电机功率，计算方法如下：
N-所需电机功率，系指I，II级电机的总功率（kW）；
Pst－矿井最困难时期总阻力（Pa）；
Q－矿井最困难时期总风量（m3/s）；
ηst－按Pst、Q参数查本样本的实际运行工况效率；
K－功率贮备系数，一般取K＝1.1～1.15。
传统的调节系统，是根据风量所需的多少，靠调节风门、叶片角度来实现的。
从通风机选型的过程和煤炭生产的实际情况，通风机恒速运行存在以下几个问题: 1．电能的严重浪费
大型煤矿的服务年限大多在几十年以上，投产初期到井田稳定开采一般在十年以上，但是一般主扇风机设计上余量特别大，在相当长的时间主扇风机一直处在较轻负载下运行。
由于煤矿主扇风机一般采用档板调节，因此造成能源浪费，增加了生产成本。
2、启动困难，机械损伤严重
主扇风机采用直接启动，启动时间长，启动电流大，对电动机的绝缘有着较大的威胁，严重时甚至烧毁电动机。
而高压电动机在启动过程中所产生的单轴转矩现象使风机产生较大的机械振动应力，严重影响到电动机、风机及其它机械的使用寿命。
3、自动化程度低
主扇风机依靠人工调节档板，更不具备风量的自动实时调节功能，自动化程度低。
在故障状态下，如风流短路，将对矿井正常生产造成严重影响。
变频调速器作为一种新型的电力变换装置，已成熟地应用到工业生产的各个方面，不但启动容易，节能效果显著，而且对电机保护功能齐全。
因此，为保证矿井生产的安全，降低生产成本，提高自动化程度，对矿井通风机的变频改造就成为势在必行的工程了。
二、对旋轴流通风机的特点
两级的轴流通风机中，有一种很好的设计方案。
它是将一个叶轮装在另一个叶轮的后面，而叶轮的转向彼此相反，称为对旋型轴流通风机，或对置式轴流风机。
煤矿对旋风机因其主要由该通风机采用两级叶轮对旋式结构，两级叶轮分别由容量及相同型号电动机驱动，两个叶轮旋转方向相反，从进风口看，第一级叶轮顺时针方向旋转，第二级叶轮则逆时针方向旋转。
当空气流入第一级叶轮获得能量后并经第二级叶轮排出，第二级叶轮兼备普通轴流风机中静叶的功能，在获得整直圆周方向速度风量同时，增加气流的能量，从而达到普通轴流式通风机不能达到的高效率，高风压。
它与普通轴流风机相比有以下几个优点
1)可以省略导叶，因而具有较短的结构尺寸。
2) 传动效率高。
叶轮直接安装在电机轴上，改变了传统的传动结构，既避免了传动装置的频繁损坏，消除了能量损耗，也提高了风机装置的传动效率，同时也提高了使用效率。
对旋轴流式通风机因为没有静叶,不存在静叶损失,因此,其效率比普通通风机要高；
3) 对旋轴流式通风机具有较大的逆向送风量,其一般可达70%～80% ,而普通通风机的逆向送风量仅为30%～40%；
4)轴流对旋风机使用灵活。
对旋风机两级工作轮分别由两台电机驱动，因而对旋风机对应不同的使用状态，可进行各式各样的组合，使其中一级空转可组成前导加动叶级或动叶加后导叶级，亦可配备一个静叶作为附件，可以调节栅距以实现变风量调节。
对旋风机可变转速和两转子的转速比来调节流量，这是对旋风机所特有的。
三、矿用对旋轴流通风机的变频改造的案例
煤矿主通风机在煤矿的安全生产中起着至关重要的作用。
矿井的瓦斯爆炸，与巷道的通风是否顺畅，风量的充足与否都有着直接关系，一旦通风不畅，瓦斯浓度升高到一定程度，即会造成爆炸塌井，造成重大事故，危及矿工的生命安全。
如此重要的安全生产关键设备，如果因某种故障而停机运行，将会给整个矿山的安全生产带来巨大威胁，因此，要求与之配套的高压变频器必须具备非常高的可靠性才能够满足安全生产的要求。
神华宁煤集团汝箕沟煤矿在矿井通风系统技术改造中，东风井BD-Ⅱ-10NO24/2×200KW、西风井BD-Ⅱ-10NO30/2×280KW对旋轴流通风机选用了北京利德华福公司生产的HARSVERT-A系列高压变频器。
2006年11月30日，正式投运，运行稳定，一般都运行在35～40Hz，节能效果良好。
（一）HARSVERT-A系列高压变频器具有以下技术特点：
HARSVERT-A系列高压变频调速系统采用单元串联多电平技术，属高-高电压源型变频器，直接6KV输入，直接6KV高压输出。
变频器主要由移相变压器、功率模块和控制器组成。
1.功率模块结构：功率模块为基本的交-直-交单相逆变电力，整流侧为二极管三相全桥，通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制，可得到单相交流输出。
每个功率模块结构及电气性能上完全一致，可以互换。
2.输入侧结构：输入侧由移相变压器给每个功率模块供电，移相变压器的副边绕组分为三组，根据电压等级和模块串联级数，一般由24脉冲系列、30脉冲系列、42脉冲系列、48脉冲系列等构成多级相叠加的整流方式，可以大大改善网侧的电流波形（网侧电压电流谐波指标满足IEEE519-1992和 GB/T14549-93的要求）。
使其负载下的网侧功率因数接近1，无需任何功率因数补偿、谐波抑制装置。
由于变压器副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，类似常规低压变频器，便于采用现有的成熟技术。
3.输出侧结构：输出侧由每个功率模块的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PWM波形进行重组，可得到阶梯正弦PWM波形。
这种波形正弦度好，dv/dt小，对电缆和电机的绝缘无损坏，无须输出滤波器，就可以延长输出电缆长度，可直接用于普通电机。
同时，电机的谐波损耗大大减少，消除负载机械轴承和叶片的振动。
当某一个功率模块出现故障时，通过控制使输出端子短路，可将此单元旁路退出系统，变频器可降额机械运行；由此可避免很多场合下停机造成的损失。
4.控制器：控制器由高速单片机、嵌入式人机界面和PLC共同构成。
单片机实现PWM控制。
嵌入式人机界面提供友好的全中文WINDOWS监控和操作界面，同时可以实现远程监控和网络化控制。
内置PLC则用于柜体内开关信号的逻辑处理，可以和用户现场灵活接口，满足用户的特殊需要。
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，同时具有很好的抗电磁干扰性能，可靠性大大提高。
另外，交流 220V控制电源掉电时，控制器可由配备的UPS继续供电，（散热风机电源取自移相变压器）变频器可以继续运行。
（二）概括起来其主要应用效果如下：
1．变频起动对电网没有任何冲击。
由于变频器改造后风机可以实现变频软起动，避免了起动电流的冲击，不仅对电网没有任何冲击，而且还可以随时起动或停止；
2．按需调节风量，避免浪费。
进行变频改造后，风机的送风量不再需要由风门来调节，而是由变频器通过变频调节风机的转速来实现，调节范围可以从0%—100%；因而可以根据生产需要随意调节风量，减少了不必要的浪费；
3．变频节能运行，节约了大量能源。
由于变频改造后不再使风机一直处于满负荷工作状态，节能率高达63%以上；
4．降低风机工作强度，延长使用寿命。
进行变频改造后，风机的大部分工作时间都在较低的速度下运行，因而大大降低了风机工作的机械强度和电气冲击，将会大大延长风机的使用寿命，降低维修强度；
5．可使电动机与风机直接相连接，减少传动环节的费用；
6．电机和风机运转速度下降，润滑条件改善，传动装置的故障下降；7．系统压力降低，对管道的压力和密封等条件缓解，延长使用寿命；
8．系统完善的监控性能和高可靠性提高了工作效率，减少了检修和维护的工作量。
9．需要注意的是煤矿对旋风机变频调速后，一般情况下要求两台电机的运行频率尽量一致，从而保证电机转速一致。
避免一台转速高，一台转速低，形成风阻，影响风机的正常运行。
四、结束语
总之，矿用通风机采用变频调速，不但实现了软起停，节约了电能，而且可根据巷道的风量需求方便的进行调速，应用效果是十分理想的。
我国的煤矿企业相当
多，高压变频器在这一方面的应用应当是十分广泛的。
参考资料：
1．《高压变频调速和斩波内馈调速在煤矿生产中的应用》，焦煤机电——2006省煤炭系统机电运输经验交流会论文
2．《HARSVERT-A高压变频器技术手册》，北京利德华福电气技术有限公司。