变频电机用通风机
关于机电设备中变频节能技术的探究
关于机电设备中变频节能技术的探究摘要：目前机电设备运行最大的问题就是一些设备尚未更新换代，技术不成熟，导致机电设备在运行过程中出现电能耗损的问题。
而在机电设备中应用变频节能技术，能够解决这一难题，即起到提高电能利用效率、减少能耗的作用。
本文首先介绍了变频节能技术的应用原理，介绍了其在机电设备中所发挥的作用和成果，最后阐述了变频节能技术在运输机、通风机、控制系统、采煤机等机电设备中的应用，希望能够更好地发挥变频节能技术应用的价值。
关键词：机电设备；变频节能技术；技术探究引言变频节能技术是一种节能环保型技术，可以改变工频电流的频率，这种变化是利用半导体元件的通断来实现的。
简言之，就是通过供电频率的变化使电机转速也跟着改变，使电机在运转的时候能够降低损耗，同时保持煤炭高效率的生产。
变频技术可以控制电机，使电机的转速根据当时的工作状态自动加快或减慢，比如当设备空载时，变频技术会降低电机的转速，从而减少电能损耗。
变频节能技术的应用，可以减少煤炭生产中的电力成本，还可以减少设备排出的污染物，降低煤炭开采对于环境的影响，有力地响应了国家可持续发展战略。
机电设备是煤炭生产进程中必不可少的一类器械，对于煤炭生产效率的提升具有很大的帮助。
为了生产大量的煤炭，运输机、通风机等机电设备长时间保持高负荷运转，耗费大量电力能源的同时也会提高煤炭的生产成本。
变频节能技术可以很好地控制煤矿企业中机电设备的电能损失，可以将变频节能技术应用到井下的机电设备中，减少机电设备的功耗，避免对电力资源造成损耗。
1.变频技术作用及其成果1.1提高系统效率变频技术有利于提高系统效率，液力耦合器主要用于连接减速器和电机，但是由于其是利用液体来进行传动的，因此，其传动效率相较于电机和减速器直接连接的传动效率明显要低，而变频器的应用能够减少耦合器应用，同时也能够使系统效率得到有效提升。
同时，由于变电站距离矿井比较远，电压存在波动现象，但是应用变频器能够稳定电压，起到节能作用。
风机分类及型号含义以及电机和变频的概念
风机分类及型号含义以及电机和变频的概念一、FBCDZ系列煤矿地面用对旋防爆抽出式轴流通风机结构特点：由进风筒、主机1和主机2、消音器、扩散筒组成。
隔爆型三相异步电动机安装在主机座的隔流腔内，与流道内的爆炸性危险气体完全隔离，由主机座上的通风孔形成新鲜空气对电动机进行冷却。
叶轮毂比选用0.6-0.7，叶片为可调式中空扭曲机翼型。
叶轮外径与机壳之间设有防磨擦火花铜环以提高风机运行的安全性。
对旋式设计可使风机在矿井风阻小的时候第二级主机负荷很小即电耗少，而在矿井风阻大时候第二级主机逐渐投入额定运行，使风机在流量变化很宽的范围内保持高效状态，另外对旋式风机反风性能好，达正风的70%，只需同时反转两主机叶轮即可实现反风。
适用范围：安装在煤矿地面风井口作抽出式主要通风，适用于具备良好的通风网络，通风距离较长，对反风有较高要求的矿井。
产品特点⑴ 风机采用对旋式结构。
即两台同型号风机对接连在一起，两极叶轮互为反方向旋转，省去了主扇的中、后导叶的损失，从而提高了风机的效率。
⑵ 风机采用叶轮与电机轴直联式结构，无传动系统，消除了能量的损失，从而提高了风机的装置效率。
除对风机轴承定期注油外，一般不需维修，就可长期连续运行。
⑶ 该系列风机最高装置静压效率可达80 %，高效区域宽广，可确保矿井在三个开采阶段的运行效率都在70 %以上，扭转了我国大型矿山主扇运行效率低的状况。
⑷ 在主风筒内安设了稳流环，风机性能曲线无驼峰，无喘振，任何阻力情况下均可稳定运行。
噪声较低，本产品的绝大多数型号在不加消声器的情况下噪声均小于35 dB(A)。
如果用户对噪声有更严格的要求，本厂可设计风机专用的消声器，使整机的运行噪声降至85 dB（A）以下。
⑸ 该系列风机全部叶片可调整，共分为45°、40°、35°、30°、和25°五个工作角度，前、后级安装角度可以一致，也可以不同，又可调节为45°以下的任意角度运行。
风机变频原理
风机变频原理
风机变频原理是通过变频器控制风机的转速，实现调节风机的输出风量和静压。
变频器是一种电子装置，它可以根据输入的频率信号，通过改变输出电压和频率的方式，控制电机的转速。
在传统的风机驱动系统中，使用的是恒频供电系统，即输入电压和频率是恒定的。
通过改变风机的叶片角度和调节进出口阀门的开度来控制风机的输出。
然而，这种方式调节风机的效果有限，且调节过程较为复杂。
而在风机变频控制系统中，通过变频器可以实时调节风机的转速。
变频器会将输入的电压和频率转换成可调的电压和频率输出，并将其输送给电机驱动风机。
通过改变输出电压和频率的方式，可以调节电机的转速，进而改变风机的输出风量和静压。
风机变频器工作的基本原理是通过PWM（脉宽调制）技术来
改变输出电压和频率。
PWM调制是一种将输入信号根据一定
的规则转换成周期性脉冲信号的技术。
变频器将输入信号进行采样，经过AD转换后，通过计算、比较等处理，生成脉冲信号来控制输出电压和频率。
具体来说，变频器会根据需要调节的转速，计算出相应的电压和频率，并将调整后的脉冲信号发送给电机。
电机根据脉冲信号的频率和占空比来调节转速，实现风机的输出控制。
风机变频控制系统的优势在于可以实现精细的风量和静压控制，提高系统的能效和运行稳定性。
此外，由于变频器可以实时监
测风机运行状态，并根据系统需求进行调节，它还可以提供过载保护、故障诊断等功能。
总之，风机变频原理通过变频器控制风机的转速，实现对风机输出风量和静压的精确调节。
这种系统能够提高风机的效率和控制性能，广泛应用于空调、通风、供暖等领域。
高压变频器在主通风机电控系统中的应用
作者 简 介 ： 霞 （９ ４一）பைடு நூலகம் ， 程 师 ， 于美 １７ ， 工 本科 学 历 ，９ ６年 毕 业 于 １９
① 闸门调节 ； ②改变通风机转速 ； ③改变前导器叶片角 度； ④轴流式通风机改变动叶安装角 ； 轴流式通风机 ⑤
轴流通风机 变频器 改造应用
Ｂ
风 能力 。
关键词
中 图 分类 号 Ｔ ６ ５ Ｄ３
文献 标 识 码
梁家 煤矿 主通 风机采 用型号 为 １ ５ Ｎ ．７轴流 Ｋ ８ ０２ 式通风机 ， 拖动 电机 原为 同步 电动机 ， 功率 为 ５０ Ｗ。 ６ｋ 随着矿井不断延伸 ， 需风量、 所 风压增 加 ， 风机需 用功 率也随之增 加 ； 而其 控制 设备 因效 率 低、 控制 方式 落 后， 安全性差等缺点 ， 已不适合矿井生产的要求 。
作范 围， 由于风机 在投运 的初 始 阶段所 需风量相对风
（） １ 轴流式通风机的一般性能曲线如图 １ 所示 。 从 图中可看 出 ， 压力 曲线有驼 峰。工 况点如 在驼 峰右侧 区域时 ， 通风机的工作状态是稳定 的； 工况点如
・收稿 日期 ：００— ６一Ｏ ２１ ０ ８
机风量都 比较小 ， 至小很多 ， 甚 因此在风机 投运的初始
３ 变 频 调 速 的 基 本 原 理 交 流异 步 电动 机 的 转子 转 速 ｎ可用 下 式 表 示 ：
现象使风机产 生较大 的机械振 动应力 ， 重影 响到电 严
动机、 风机及其它机械的使用寿命 。 （） ３ 变频运行 即使在输人容 量不 大于变频额定 容 量的情况下也能满足。并 能保护其它在线设备 免受谐 波干扰 ， 同时能防止与其 它调速装置发生 串扰 。 （） ４ 变频 运行 可 获取 几 近 完美 的正 弦 波输 入 电 流 ， 功率 因数在整个 调速 范 围内无 需使用外 部功率 其 因数补偿 电容即可超过 ９ ％ ； ５ 另外 ， 电柜 、 配 断路器 和 变压器不会 因无功功率而 引起过载 。 （） ５ 变频运行时 ， 变频 器本身提 供正 弦波输 出， 只 产生极少的失真电压波形 ， 其产生的电机 噪声极微 小 ， 无须使用外 部输 出滤波器 ， 电机也不必降额使用 ； 消除 了变频器引发的使 电机发热 的有害谐 波 和转 矩脉 动， 从而降低了机 械设备 的应 力 ， 共模 电压 和 ｄ／ ｔ ｖｄ 产生 的应力也减至最小 。 （） ６ 变频 运 行 可 以实 现 如下 保 护 ： 电 压、 电 过 过 流、 欠电压 、 缺相保 护、 变频器 过载 、 变频器 过热 、 电机 过载保护、 出接地 、 输 输出短路 等功能 ， 并提供故 障、 断 电、 停机等报警。 （） ７ 变频装 置带 故 障 自诊 断 功能 ， 所发 生 的故 对 障类 型及故障位置提供 指示 ， 就地显示并远方 报警 ， 便 于运行人员和检修人员辨别和解决所 出现 的问题 。变 频装 置有对环境温 度的监 控 ， 当温度 超过变 频器允许 的环境温度时 ， 变频器提供报警 。
煤矿井下局部通风机变频调速节能分析
４ ． １ 煤矿 瓦斯 动 力 灾 害 的 研 究
５ 结束语
ห้องสมุดไป่ตู้
我 国煤矿 安全 生产的意识及基础性研究还相对 比较薄弱 ， 这些都严 综上所述 ， 由于煤矿开采 的范围不断扩大 ， 人类 对地下 资源的 需求 重制约着我 国煤矿灾害防 治技 术的不断创新 。为了取得更好 的技术突 也变得越来越重要。因此， 加强煤矿 安全技术 的研发 ， 做好煤矿安全防治 破， 需要首先从安全防治技术的基础理论 出发 。煤矿瓦斯作 为煤矿 开采 措施 ， 更好的促进煤炭企业 的健康发展 ， 减少灾害的发生概率 ， 的主要地质灾 害， 是 以后煤炭安全生产的主要研究方向。 ４ ． ２ 煤 矿 重大 灾害 预 警 技 术 参考文献 １ 】 秦旭平 ， 刘奎 满． 浅谈我 国煤矿 安全技术的现状及发 展方 向【 Ｊ Ｊ ． 科技创 为 了对 矿 井 灾 害 进 行 及 时 的 预 警 ， 我 国研 发 出 了一 套 基 于 Ｇ Ｉ Ｓ的煤 ［ ２ ０ １ １ ， １ ２ （ ２ ３ ） ： ８ ４ ～ ８ ６ ． 矿灾害预警 系统， 并进行 了现场试验 。今后煤矿重大灾害预警技术 的主 新 与 应 用 ， ２ 】 王天 旭． 浅谈煤矿 瓦斯爆炸 防治技 术［ Ｊ ］ ． 中 国科技 纵横 ， ２ ０ １ ２ ， ５（ １ ３ ） ： 要发展方向是瓦斯 煤尘防爆技术、 煤与瓦斯突 出技术和煤矿火灾 的预警 【 ４ ４ ～ ４ ６． 技术等。 ［ ３ ］ Ｎ 登 陆， 岳 宗洪 ． 采 矿 系统 工程 的发 展现 状 与新 趋势 ［ Ｊ 】 ． 中国矿 业 ， ４ ． ３ 煤 与 瓦斯 突 出预 测 技 术
一
多的调节方 式， 此方法简单 易行 且能较好地利用 现有设备 ， 但 由于井下 巷道较 窄， 受其条件 限制 ， 不能在 同一点 同时安装大功 率及 小功率 局部 通风机 ； 只 能安装一 台大功率 风机 ， 当所需风 量较小 时 ， 只 开单 电机供 风， 虽 然 能 实 现节 能 ， 但 节 能有 限 ， 节能意义不大。 （ ３ ） 第三种方式 ： 通过调节局部通风机 的转速来调节风量 这种方法是调节局部通风机转速来使风机 的机械特性进行 平移， 从 而达到风量调节 的 目的。这种方法 不改变 井巷 的风阻特 性， 所以不增加 额外 的节流损失， 是节能效 果最好 的方法 。由于变频调速技术成熟可靠 ， 使用简单， 不作任何机械 改造 。而且很方便的实现无级调速 ， 达到风量无 级调节 的效果 。所以变频调速技术是 目前煤矿风机节 能的最 实用技术之
电机防护等级 变频电机
电机为了可靠运行在带电部件和壳体之间需要用绝缘材料加以隔绝，而绝缘材料的使用寿命与其材料本身的绝缘等级及使用温度有很大的关系。
电机作为一个能量或信号转换元件，在运转过程中本身存在着能量损耗，有部分能量损耗造成自身温度升高。
在一般状态下，绝缘材料等级，承受最高使用极限温度，用电阻法测量电机的温升极限之间符合以下表里的规定，在此温升限值内电机能正常工作。
绝缘等级使用极限温度温升限值E 120℃75KB 130℃80KF 155℃105KH 180℃120K 10．电机防护等级；IP23，IP44，IP54，IP56备注：防护等级主要是防止人体或接近壳内带电部分或转动部分，防止固体异物进入和防止由于进水，油等而引起有害影响，符合GB4942及IEC34-5规定。
防护等级的代号及含义如下表：代号含义第一位数字含义第二位数字含义3 防淋水IP 国际防护形式 2 防大于12mm固体4 防大于1mm固体 4 防溅水5 防尘 5 防喷水6 防海浪变频电机一、概述YJTG系列变频调速三相异步电动机是为适应市场需要，在引进国外先进技术及总结本厂多年生产YJT系列变频调速电机经验的基础上而开发研制的新一代变频调速电机。
在电磁设计方面，对定、转子槽形及绕组型式、接法等进行了调整，使其能适应变频器电源供电的状况，并且，既能保证电机在高频时的过载能力，又能在低频时保持恒转矩输出。
在结构设计方面，安装尺寸与Y系列电机相同，除长度尺寸外，其它外形尺寸亦与Y系列电机相同，互换性强，便于用户配套使用。
该系列电机采用独立的轴流通风机强迫通风，保证电机在整个频率范围内均具有较好的冷却效果，温升不超过规定值。
YJTG系列变频调速三相异步电动机与变频装置构成的调速系统，与其它调速方式相比，节能效果显著，调速性能好，调速范围广，具有噪音低、振动小，可与国内外各种变频器配套的特点，可广泛应用干轻工、纺织、化工、冶金、机床等行业的恒转矩、恒功率调速的场合及风机、水泵等的节能调速，有助于实现调速系统的自动化控制。
煤矿通风机同步电机变频调速改造
在检修维护时间内组织完成外，矸仓屋面、支承座等项目均安排在其它时间段内进行安装改造。
2．3改造的效果（1）滚动筛筛分效率达100%，且不受入洗前中块物水份影响。
中块物洗选自生介质浓度稳定，使得洗精块含矸率始终低于国标30%左右；降低了洗矸含煤率，资源回收率达95%以上，年回收洗精块1200t，年创效益100万元左右。
煤泥水大幅下降，月处理成煤泥约360t，全年平均有8个月时间煤泥可直接消化处理，剩余4个月时间的煤泥在次年夏季消化处理完毕，效益显著提高。
降低中块物含粉筛分处理功耗7kWh，年降耗1．0万余kWh。
（2）滚动筛筛分效率高，使用喷雾除尘，产尘源基本被消除。
（3）滚动筛分级后筛下物粒级感观好。
为解决中块物转载中跌落和圆筒仓内挤压破碎造成灰分提升，采用比前端生产加工工序方孔小一级筛孔，保证了筛下物灰分比原煤分级后的产品灰分还略有下降。
（4）中块筛下物通过双功能转换设施，不仅能从中间部位入仓，且能进入盘转系统，仓容量也得到100%利用。
生产外运间歇性不均衡时，也可将同质煤输入该仓而减少盘转费用。
由于颗粒物不易离析和输送机在屋面支承座全部取消，不积杂物、不渗水，使得锥形产品仓给料均匀顺畅优势得以发挥，商品煤发运配煤的均化、匀质、稳定效果大幅提升。
（5）筛下物可直接进入盘转，大大降低员工劳动强度，也减轻装载机工作量和劳损及降低油耗。
3结语中块含粉筛分工艺环节革新项目，改造投入资金约10万元，投入运行一年多来，年创收节支130万元以上，产生较好经济效益和社会效益，同时，结合生产实际，在高度复杂条件的艰苦情况下对工艺和设备进行改造，不仅培养锻炼了员工队伍，也对类似条件下的选煤厂技术改造提供借鉴和参考。
浅析煤矿通风机同步电机变频调速改造侯海军（山东里能里彦矿业有限公司，山东邹城273517）摘要该文根据山东里彦煤矿对通风机同步电动机电控的高压变频改造，介绍了高压变频调速技术在同步电动机控制中的调速应用、节能优势等特点，并且分析了高压变频系统的原理及构成。
11 隧道通风风机变频控制节能技术
隧道通风风机变频控制节能技术1 前言1.1 风机变频技术概况隧道施工一般为多作业面、多工序交替作业。
施工中，由于钻孔、爆破、装碴、喷射混凝土等工序，以及内燃机械的废气排放等会产生大量的有害气体、粉尘,并导致气温升高。
施工中必须向洞内供给新鲜空气，以改善隧道施工作业环境,保障施工作业人员的身体健康和施工装备正常运转，实现安全生产。
隧道通风方案,通常按照掘进通风中最大新鲜空气需求量选择风机,然而在掘进工作面较短的情况下,掘进通风机仍以较大功率运行,造成了极大的能源浪费。
现有隧道施工用轴流式通风机，少数采用了变频控制技术，当需要对风机供风量进行调整时，必须在变频控制柜面板上对外接电源频率进行手动操作（即“本地操作”），如果通风机和控制柜安装在距离隧道口一定距离处，工序转换时需要改变风量甚至停止风机时，由于交通等方面的原因，通风机可能一直在满负荷状态下工作，变频功能得不到正确使用；另外，上述手动操作对象（频率值）为连续按键设置，而不是一键操作，不利于值班人员的快速选用。
根据石林隧道进口端通风机进洞运行的要求，通过对通风机变频器自动控制和远程控制技术的研究,使隧道通风机因采用变频技术而获得了显著的节能效果,具有良好的经济效益和广泛的应用前景。
1.2风机变频节能的基本原理通风机的输出风量由其转速决定，而通风机是由电动机驱动的，即电动机的转速决定了风机的输出风量。
因此通过改变电动机的转速就可以实现对风机输出风量的调节。
由电机理论可知, 交流异步电动机的转速与电源频率成正比，与电动机极对数成反比，由下式确定：p sf n-⨯⨯=160式中：n—异步电动机的转速；f —电动机的电源频率；s—电动机转差率；p —电动机磁极对数。
由上式可以看出，通过调节电动机交流电源频率（f），可以实现对电动机转速（n）的调节。
采用电动机变频调速技术，并采用恰当的控制方式，就可以方便地实现根据不同工况所要风量而改变风机输出风量，从而达到节约能源的目的。