通风局扇变频控制系统
变频技术在煤矿主通风机中的节能应用
变频技术在煤矿主通风机中的节能应用摘要：本文从变频技术在矿井主通风机的应用出发，阐述了变频技术节能应用的原理，并通过实例说明变频技术在通风机中产生的经济效益。
关键词：变频技术主通风机节能1引言矿井主通风机是向井下输送新鲜空气，排出CO等有毒有害气体，维护矿井正常生产的大型设备。
因功率大运行时间长，电能消耗多。
因此，对矿井通风机进行合理调节，使其在高效条件下安全经济运行，对提高煤矿效益具有重要的现实意义。
2 风机调速运转节能原理通风机要改变流量和风量时，一般采用转速调节来进行，这样还可以节电。
其原理如下：风量Q与转速n成正比：Q=K1n风压H与转速n的平方成正比：H=K2n?电动机的轴功率P与Q、H之间的积成正比，与转速n的立方成正比，P =K3 n ?。
其中式中的K1、K2、K3 都作为常数，轴功率P 也可表示为P=QH/102，式中为风机总效率，Q为风量，H为风压。
因此采用转速调节时，当要使风量Q由1减为1/2 时，只要使转速由1降为1/2，轴功率则由1减少为（1/2）3 = 1/8，可节约7/8的电功率。
若采用传统的节流调节，转速不变而挡板的开度减小，使Q由1减为1/2 时，风压H变化不大，大部分略有上升。
而且随着风量Q 的减少，风机的效率也降低（见图1中曲线）。
因此由P=QH/102 可见功率P减少不明显，与风量的减少不成比例，而功率P中的大部分用来克服管道的通风阻力而浪费。
虽然风门完全关闭，效率和风量Q 皆为零，轴功率也只能减少到全开时的45% -65%。
上面所述也可由风机的风压一风量特性图算出。
图1中曲线R 即为管道的风阻特性（代表挡板在某一开度下，管道的通风阻力与风量的关系），曲线H即为风机的风压特性（代表在某一恒定转速下，风压与风量的关系），两者的交点A就是风机运行的工作点（此时风机的压力同管道的通风阻力大小相等，方向相反，并处于稳定运转状态）。
图2中，曲线R与挡板开度有关，随着开度的减小变得陡峭。
风机的控制原理
风机的控制原理
风机的控制原理基于风机的转速、扭矩和角度等参数的调节。
当需要控制风机的工作状态时，可以使用以下原理进行控制：
1. 开关控制：通过开关切换风机的工作状态。
开关可以是手动或自动的，手动开关可用于简单的启停操作，自动开关可以基于预设条件或传感器反馈控制风机的运行。
2. 调速控制：通过调整驱动风机的电源电压或频率来控制转速。
在某些情况下，风机可能需要在不同的速度下运行，例如根据温度变化调整送风量。
通过调整电压或频率，可以改变驱动电机的转速，从而实现风机的调速控制。
3. 变频控制：使用变频器来控制风机的转速。
变频器可以根据需要调整电源电压和频率，从而实现精确的风机速度控制。
变频控制可以实现更精确的调速和节能效果，适用于需要频繁变动送风量的场合。
4. PID控制：PID控制是一种常用的控制策略，可以根据风机
的反馈信号来调整控制信号。
PID控制根据偏差、积分和微分
来计算控制输出，以实现高精度的控制。
通过PID控制，可
以根据风机输出和期望输出之间的差异来动态调整控制信号，以使风机稳定地工作在预设条件下。
5. 传感器反馈控制：利用传感器检测风机参数的实际值，并将其反馈给控制系统。
控制系统根据传感器反馈的实际值与预设值之间的差异，自动调整控制信号，从而控制风机的运行状态。
常见的传感器包括温度传感器、压力传感器和转速传感器等。
通过以上控制原理的应用，可以实现对风机的精确控制，调整风机的运行状态和输出量，以适应不同工况的需求。
通风机PLC控制系统概述
通风机PLC控制系统与通风机在线振动监测分析系统一、通风机PLC控制系统通风机PLC控制系统为煤矿通风机电气部分的重要组成，应与其他配电设备同时招标，确定控制系统工程施工单位，明确施工方案，及时与设计单位及其他相关系统生产厂家沟通，协商施工细则。
1、通风机PLC控制系统由可编程控制器（PLC）构成（包括后台工控机及打印机）。
通风机采用PLC控制，监控系统应具有轴承温度、风机运行振动、风机风量、静压、全压、风速、风门开度、电源等状态和参数的自动监控、动态显示功能；有与全矿安全生产监控系统联网进行数据通信的接口；操作方式应具有自动、手动、遥控三种方式。
2、通风机的控制系统应能沟满足远距离起动和停止通风机，需要反风时能远距离控制反风的要求。
3、通风机控制系统应具有报警功能，当各种参数超过允许值时应能够依据超过允许值的大小发出报警信号或实现故障停机，信号应为声光兼备。
4、 PLC可编程控制器是整个系统的控制核心，必须稳定、可靠、高速，采用高性能PLC，PLC 的I/O接口应有不少于20%的备用量（推荐使用AB公司CompactLogix产品）二、通风机在线振动监测分析系统通风机在线振动监测分析系统可以对通风机运行状态进行在线监测，对设备当前的运行状态做出评估（属于正常、还是异常），对异常状态及时做出报警（预警、报警、危险），并为进一步的故障分析、设备性能评估等提供信息和数据。
在线振动分析监测系统可以及时发现机组故障的早期振动征兆，如：电机轴承故障、电继电磁类故障、转子平衡问题、轴弯曲或裂纹故障、扇页边形及松动故障等，以便现场维护人员采取相应的措施。
在线振动分析监测系统的组成在线振动分析监测系统由在线振动监测仪（模块）vbonline、振动分析软件Ascent以及振动传感器三部分组成。
为与国际振动标准有效接轨，要求振动分析监测系统符合ISO 10816和TA(Technical Association)两大国际振动标准。
ZJT-45KW风机变频器使用说明书
目录1概述............................................................................................................................................................ - 1 -1.1主要特点 (1)1.1.1自动化程度高.............................................................................................................................. - 1 -1.1.2主要元部件品质高...................................................................................................................... - 1 -1.1.3直观清晰的液晶显示屏.............................................................................................................. - 1 -1.1.4系统运转稳定可靠...................................................................................................................... - 1 -1.1.5安全性.......................................................................................................................................... - 1 -1.2用途及功能 (1)1.2.1掘进工作面实现最大效率安全排放瓦斯 .................................................................................. - 2 -1.2.2采煤工作面限量抽排瓦斯形成安全可控的引排系统 .............................................................. - 2 -1.2.3节能运行...................................................................................................................................... - 2 -1.2.4正反转切换功能.......................................................................................................................... - 2 -1.2.6闭锁接口功能.............................................................................................................................. - 2 -1.2.7手动控制功能.............................................................................................................................. - 2 -1.2.8报警故障诊断功能...................................................................................................................... - 3 -1.2.9人性化的显示和输入设定功能.................................................................................................. - 3 -1.3型号的组成及代表意义 (4)1.4使用环境条件 (4)1.5工作条件 (4)1.6安全性 (4)2工作原理图结构特征 ................................................................................................................................ - 5 -2.1电气原图 (5)2.2结构特征 (5)2.3技术特征 (6)3安装和接线 ................................................................................................................................................ - 7 -3.1安装布置 (7)3.2接线 (9)4 操作和维护 ............................................................................................................................................. - 10 -4.1系统运行和参数详解 (10)4.2系统参数设置 (12)4.3调速装置的安装、使用、维护保养注意事项 (21)5 故障分析与排除 ..................................................................................................................................... - 21 -6运输与储存 .............................................................................................................................................. - 23 -7开箱及检查 .............................................................................................................................................. - 23 -煤炭科学研究总院重庆研究院执行标准：GB3836-2000 Q/MKC 27—2009版本：1.1日期：2010.12.1局部通风机双电源双变频调速装置使用说明书ZJT-45/660矿用隔爆兼本质安全型风机自动调速装置使用说明书1概述矿用隔爆兼本质安全型风机自动调速装置（以下简称调速装置）是由变频调速器和自动控制系统组成，外接瓦斯浓度传感器和主、备局部通风机。
通风机工况点的调节方法
通风机工况点的调节方法通风机是工业生产中常用的设备之一，用于改善空气质量、调节温度和湿度，以及保证工作环境的舒适性和安全性。
通风机在不同的工况下需要进行调节，以确保其正常运行和高效工作。
本文将介绍通风机工况点的调节方法。
一、风量调节风量是通风机工作的重要参数，通常以立方米每小时（m³/h）表示。
合理的风量调节可以确保通风机在不同工况下的正常运行。
通风机的风量调节可以通过改变风机的转速实现，通常有以下几种方法：1.1 变频调速：通风机安装变频器，通过改变电机的转速来调节风量。
变频调速具有调节范围广、精度高等优点，适用于大部分通风机。
1.2 叶片调角：对于可调叶片的通风机，可以通过调整叶片的角度来改变风量。
这种方法适用于风量变化范围不大的通风系统。
1.3 转速调节：对于没有变频器的通风机，可以通过更换不同转速的电机或使用变径皮带轮等方式来调节转速，从而实现风量调节。
二、风压调节通风机的风压是指风机产生的静压和动压之和，通常以帕斯卡（Pa）表示。
风压调节是为了满足通风系统的需求，确保管道内空气的流动正常。
风压调节常用的方法有以下几种：2.1 隔板调节：在通风系统的进风或出风口设置可调节的隔板，通过调节隔板的开度来改变风压。
这种方法适用于风压变化范围较小的通风系统。
2.2 风门调节：在通风系统的进风或出风口安装风门，通过调节风门的开度来改变风压。
风门调节范围大，适用于风压变化范围较大的通风系统。
2.3 叶轮调节：对于可调叶轮的通风机，可以通过调整叶轮的角度来改变风压。
这种方法适用于风压变化范围较小的通风系统。
三、温度调节通风机在不同工况下需要调节温度，以满足工作环境的要求。
温度调节常用的方法有以下几种：3.1 加装换热器或冷却器：根据需要，可以在通风系统中加装换热器或冷却器，通过改变换热器或冷却器的工作状态来调节通风机的温度。
3.2 调节进风口或出风口的位置：调整通风系统中进风口或出风口的位置，可以改变通风机的进风或出风温度。
主通风机变频操作规程
主通风机操作规程一、启动前检查确认1、检查防爆门，确认防爆门在关闭位置。
2、检查风机机械部分和高压控制部分，确认风机机械、电气控制部分正常。
3、检查高压开关柜供电情况，检查低压220V控制电源，确认运行正常。
4、检查各仪表，确认各仪表启动前的数据正常。
5、检查双电机启动柜、变频控制柜、馈线柜，确认转换开关在“就地”位置。
6、计划启动风机编号。
（1#风机对应是10KVⅠ回路进线，2#风机对应是10KVⅡ回路进线。
）7、检查电动闸门，确认闸门开关位置。
以上各项确认正常后，与矿调度联系，准备开机。
二、通风机启动操作（一）启动1#风机（2#风机为停机位置）1、检查并关闭2#风机电动闸门，确认闸门关闭。
2、送1#风机控制变频和双电机启动柜220V控制电源，通电正常。
3、开启1#风机电动闸门，确认闸门完全开启。
4、送1#风机馈线柜，并检查1#风机馈线柜确定在合闸位置，此时1#风机控制变频和双电机启动柜高压得电10KV。
5、合闸1#风机双电机启动柜一级风机（1-1）隔离刀闸，并检查确定在合闸位置。
根据井下用风量情况，若需要两级电机同时运行，则合1-1和1-2隔离刀闸。
6、按下1#风机双电机启动柜一级风机（1-1）启动按钮，使真空交流接触器闭合，检查确定在合闸位置。
根据井下用风量情况，若需要两级电机同时运行，则合1-1和1-2启动按钮，使亿一、二级风机真空交流接触器闭合。
7、控制变频得高压电10KV后30S时间为变频器上电自检时间，自检结束后变频器柜顶风机旋转工作，触摸屏上启动指示按钮显示绿色，变频器进入热备状态。
8、根据现场控制需要，在柜门“本地/远程”旋钮上选择控制方式，本地为触摸屏操作，远程为集控PLC操作，就地操作应在“本地”位置。
9、在触摸屏上的频率给定框内输入10Hz，点击启动按钮，启动变频器在10Hz下运行正常；再频率框内输入30Hz运行正常，再频率框内输入40Hz运行正常，目前根据井下供风要求暂时设定在40Hz位置运行。
变频风机原理
变频风机原理
变频风机原理是通过变频器控制风机电机的转速，实现风机的无级调速。
变频器会根据被控制的参数来调节输出频率和电压，从而控制电机的转速。
变频器将电网的交流电转换成直流电，再通过逆变器将直流电转换为交流电，交流电的频率和电压可以根据变频器的设定进行调整。
在使用变频风机时，先将输入电压通过整流和滤波等电路处理，将其转换为直流电源。
然后通过逆变器将直流电转换为交流电，而逆变器的输出频率和电压可以通过变频器来调节。
变频器通过控制逆变器的开关管的通断控制，来控制交流电的频率和电压输出。
通过不同的输出频率和电压，可以控制电机的转速。
变频风机的优点在于可以实现精确的调速控制，能够根据实际需求来调整风机的转速。
通过调节转速，可以有效节省能源，减少设备的损耗。
另外，变频风机还具有较好的起动和制动性能，能够在瞬间启停，并且既可以实现正转也可以实现反转。
总结来说，变频风机原理是通过变频器控制逆变器的输出频率和电压来实现风机的无级调速。
通过调节转速，可以实现精确的控制和节能效果。
同时，还能够提供良好的起动和制动性能。
这使得变频风机在工业生产和生活中得到了广泛应用。
风机调速控制方案
风机调速方案
分类
(1) 通过外部电信号调速;
(2) 通过外部PWM信号进行调速;
(3) 通过温度传感器进行调速
调速信号的要求
(1) 外部电信号调速时,调速信号可以是0-10VDC或4~20毫安号;
(2) 外部PWM信号时,PWM信号的频率范围一般为300HZ~50KHZ;即需要高频的PWM调节信号;
(3) 温度传感器信号可以是NTC类型的温度传感器
调速小风机的信号反馈类型
(1) 通常为PWM信号反馈,这种形式的反馈信号在我司的控制系统上一般用不上;
(2) RD信号反馈,提供三极管反馈信号,风机正常时闭合,故障时断开;
(3) RDB信号反馈,风机正常时断开,故障时闭合;
选用调速小风机注意事项
(1) 调节信号:优选0-10VDC调节的风机,因为我司控制器输出的PWM信号频率基本上都低于300HZ,能达到300HZ以上频率的,驱动能力也比较小,对控制器匹配来说,实现比较困难;
(2) 需注意控制器驱动接口与风机信号输入阻抗的匹配,特别是由一个驱动接口控制多台风机的情况更应注意这一点;
(3) 需注意RD信号导通时的电阻不能过大,需与相应控制器的输入接口允许的阻值相匹配
(4) 一般情况均采用RD信号反馈,RD反馈可以包括风机没电时和风机内部线路损坏时的报警功能。
变频空调风量控制系统建模与仿真分析
变频空调风量控制系统建模与仿真分析随着人们生活质量的提高，空调作为一种常见的家电设备已经得到了广泛应用。
不同于传统空调，变频空调通过控制压缩机的旋转速度来调整制冷、制热效果，实现更为精确的温度控制和更为节能的运行。
而空调的风量控制也是其重要的性能指标之一，它与室内舒适度及能耗效率密切相关。
本文将以变频空调的风量控制系统为研究对象，建立系统的数学模型，并通过仿真分析的方法考察其性能。
首先，我们需要了解一些基本概念。
变频空调风量控制系统由蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀和风机等几个主要组成部分组成。
其中，压缩机是系统的核心部件，它负责将低压制冷剂吸入，压缩成高压制冷剂，以提高其温度和压力，同时释放出一定量的热量。
膨胀阀是压缩机与蒸发器之间的节流装置，其作用是控制制冷剂的流量和压力，使其在蒸发器内进行蒸发换热并吸热。
风机则负责循环室内的空气并通过蒸发器与冷凝器进行热量交换。
为了建立变频空调风量控制系统的数学模型，我们可以采用传统的PID控制方法，并根据系统的特点进行微调。
PID控制器的输入量是当前的误差（即目标值与实际值的差），输出量是控制信号（即驱动压缩机转速的变频器频率）。
为了实现精确控制，我们需要对控制器的参数进行精细调节，包括比例系数、积分时间和微分时间等。
建立数学模型后，我们可以进行仿真分析来模拟系统的运行情况，并对其性能进行评估。
在仿真环境中，我们可以通过改变不同的系统参数来观察其对系统稳定性、效率和能耗的影响。
例如，我们可以尝试调整PID控制器的参数，并观察系统的响应速度、误差大小和能耗变化情况。
此外，我们还可以考虑一些高级控制策略，如模糊控制和神经网络控制等，以进一步提高系统的性能和精度。
总之，变频空调风量控制系统的建模与仿真分析是空调领域的重要研究方向之一。
通过建立准确的数学模型和进行充分的仿真分析，我们可以更好地理解系统的运行原理和性能特点，为进一步优化空调设计和控制提供参考。
变频柜通风散热的设计方法
变频柜通风散热的设计方法1.确定通风方式：通风方式分为自然通风和强制通风两种。
自然通风是利用自然气流来实现散热，适用于小功率变频柜。
强制通风是通过风扇或其他通风设备来加强空气流动，适用于大功率变频柜。
2.布置变频柜：变频柜的布置要考虑通风道路的合理设置，以保证空气流动的畅通。
变频柜之间的间距要保持一定的安全距离，避免热量传导和干扰。
3.选择合适的通风设备：根据变频柜的功率、热量产生量和空间大小选择适当的通风设备。
常用的通风设备有风扇、散热器、散热片等。
风扇常用于强制通风，散热器和散热片则常用于自然通风。
4.确定通风口的位置和尺寸：通风口的位置应选择在变频柜上、下部或侧面，以便排出热空气。
通风口的尺寸要根据通风设备的风量和变频柜内部温度来确定，确保足够的通风流量。
5.设置风道和散热构件：在变频柜内部设置风道，引导冷空气流入变频器，同时将热空气排出。
可以安装散热板或导流板来增加热量传递效果，提高散热效率。
6.控制变频柜内部温度：在变频柜内部设置温度传感器和控制系统，监测和控制变频柜内部温度。
当温度超过设定值时，启动通风设备或采取其他措施进行散热。
7.定期维护和清洁：定期清洁变频柜的通风设备和散热器，去除灰尘和杂物，保持通风通道畅通，以确保散热效果和工作稳定性。
总之，变频柜通风散热的设计方法主要包括确定通风方式、布置变频柜、选择合适的通风设备、确定通风口的位置和尺寸、设置风道和散热构件、控制内部温度以及定期维护和清洁。
这些方法可以有效地降低变频柜的温度、提高散热效率，保证变频器的正常运行。
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文章编号
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收稿日期：
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作者简介：郭家虎（7U8<9），男，硕士，讲师，现主要从事电力电
子及计算机控制等方面的教学和研究工作。
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引言
目前在我国煤矿局部通风中大都采用“一风吹”
的方式，即在通风过程中，局扇一接入电网，就长期
恒速运转。而在生产过程中随着掘进工作面的推
进，风筒的阻力加大，瓦斯浓度变化亦有极大差异，
这时局扇如果仍然恒速运转，显然不能满足通风需
要，而且会造成能量浪费。
为此我们研制了一种局扇变频控制系统，它以
变化的瓦斯浓度为参量来控制局扇转速，能够自动
地、大范围地调节局扇转速，使其在最佳的工况条件
下工作，满足掘进工作面的通风要求，大大地降低由
于局扇长期恒速运转而造成的吨煤耗电量。
5
工作原理
本系统主要由两个部分组成，一是通风局扇智
能控制装置，主要完成瓦斯浓度的检测，以及根据瓦
斯浓度的变化，利用模糊控制规律运算出相应的变
频器给定值。第二部分是变频器，它是系统中的执
行机构，根据通风局扇智能控制装置输出的给定值
来改变风机的转速。其系统工作示意图如图
7
所示。
万方数据
够防爆；二是当变频器发生故障时，能够保证风机的
正常运转，而不会出现停机现象。其主要技术参数
如下：
输入电压：
!"##$%&’$(，频率为)$*+
变频调速装置输出频率：
,!)$*+
控制电机功率：
)-)!.$/0
额定工作电流：
1-.!2)!
温度范围：
3,$!42$5"
相对湿度：
6)&.(
通风局扇智能控制装置安装在变频器的防爆腔
内，用来检测瓦斯浓度，并根据其变化值计算出变频
器的给定值以调节风机转速。
,-’
硬件电路
通风局扇智能控制装置的硬件框图如图,所
示。
期郭家虎等：通风局扇变频控制系统
万方数据