凌源钢铁集团有限责任公司原料厂 辽宁凌源 122504
摘要：一般而言，风机需要长时间连续运行，而风机所需电流、电压较高，故通风机也是井下高耗能设备。如果将变频器调速技术在风机变频调速系统中应用，就可以使通风机运行特性改善，从而使风机起动平缓水平提高，且变频器调节可使PLC自动控制实现，操作简单，省时省力，使风机系统运行效率和可靠性提高，对风机系统起到了非常好的保护作用，对提高通风机的使用性能和使用寿命非常的有利。
关键词：变频器；通风机系统；节能降耗
1变频器加入风机设备的优势
风机设备在采矿、挖掘等行业之中的使用率是非常高的，它常用于通风、干燥、锅炉等设备之中。以往风机的运行只有一个固定的功率，这样不仅不利于节能降耗目的的实现，同时还会加剧风机的磨损，降低风机的使用周期。并且，它还会给工作人员的在施工作业之中带来很大的影响，降低作业的精密度和施工的质量。但是通过对变频器的有效应用，就可以实现对风机的实时调控，根据实际的生产需求来调节风机功率的大小，以实现节能降耗的目的。这样同时也降低了风机的磨损，提高了它的使用周期，进而确保了技术人员在施工中的精确度，促进其工作效率和质量的同步提高，进而为企业获取了更多的经济效益。
2变频调速技术的优势
随着计算机技术空前的发展，数字自动控制的技术也得到了空前的发展，所以电动的直流调速技术被逐渐取代，变频调速技术应运而生。其中变频调速技术有很多优势，包括节约电能、提高生产率和提高产品质量等。其中在节约电能方面，电泵和风机一直是利用阀门或者挡板来调节对电能的利用，这包含工人的主观因素比较多，对资源造成一定的浪费。而变频调速技术，用数字化来调控，改进了传统的不合理技术，促进了电能的节约。提高生产率方面，例如变频调速技术可以根据电泵和风机运作载荷的不同来调整转速，自动调整省去了人为调整中工人的工作量，节省了调整所用时间，大大提高了工作生产率。在提高产品质量方面，可以根据不同的产品的需要来调节机械运转速度，保证产品质量。
3分析风机变频调速系统中变频器的运用
3.1变频器控制系统概况
交－直－交变频器调频范围宽，主回路采用现代先进技术水平绝缘双极型晶体管(IGBT)作为功率输出器件，结构简单，器件数量少，满足各种性能和工况的要求。
变频器具有技术成熟、性能稳定、可视显示和全面而完善的保护功能。变频器简捷友好的操作与显示界面，完善的功能代码、参数说明及故障代码显示，有助于技术人员对系统的调试、修改和故障判断。完善的过载、欠压、过压保护功能，有效保护了设备的安全运行。
变频器可方便完成电机的正、反转控制，完全满足10分钟内实现反风的要求。
3.2经济效益分析
电动机额定功率2×250kW，电动机综合效率为0.92，80%额定风量工作。主通风机运行工况如下:
图1、图2中横坐标及纵坐标为相对值，即实际工况值与额定值之比。由图2风门控制风量的特性曲线可知，当风量下降到80%时，功率为原来的96%，即:
pB=HBQB=1.2HA×0.8QA=0.96PA 式1
由图3转速控制风量的特性曲线可知，当风量下降到80%时，功率为原来的56%(即降低了44%)，即:
pC=HCQC=0.7HA×0.8QA=0.56PA 式2
比较风门控制风量与转速控制风量，转速控制风量节能效果好，即通过变频调速调节风量比控制风门调节风量更节能，增大的节电率为:
由此可知，调节转速(变频)控制节电效果显著。
由图2和图3可知，根据矿井风量需要，当风量下降到额定风量的80%时，采用变频调速调节风量比采用风门控制调节风量每年可多节约电能(其中年运行时间按365天计算):
ΔW=ΔPt=500/0.92×0.41×365×24=1.951956×106kWh
若电费平均电价按照0.78元/kWh计算，则每年节约的电费为:
1.951956×106×0.7=1.522526×106元约152万元。
4未来变频技术的发展趋势
国外变频调速技术发展较早，技术比较先进，而我国却起步较晚，还受到经济条件和科研能力较弱等方面的限制，技术发展比较落后，改革开放以来逐步实行市场经济以后才逐步发展起来。不过由于技术水平有限，很多情况下都是引进国外先进技术，开发软件制定程序进行重大项目的实施。现在中国经济发展起来了，而且对科技的发展相当重视，有了国家雄厚的经济支撑，以及对人才的培养和技术的学习和引进，这些都能够促进制造业的发展。俗话说农业是基础，工业是动力。只有制造业发展起来，有充足的动力才能更好的发展国家经济。应该重视计算机数字技术，发挥数字技术在电力系统中的作用，将变频调速技术应用到电力系统对资源的开发、利用、再利用的整个过程中，不仅能促进技术的进一步发展，完善电力系统，还能节约能源保护环境。
结束语
变频调速在现场使用后，效果比较满意，得到如下结论。一是变频改造之后，实现了软启动，取消了启动时的限流电抗器，启动电流大大减小，以此来避免电流对电机的影响；二是由于高压变频器功率高，不需对其予以补偿，因此去掉了电机输入的电容器；三是变频改造后，实现了自动化生产，从根本上提高了设备的安全性和可靠性。
参考文献
[1]何孔平.变频器在风机系统中的应用研究[J].法制与经济(中旬刊),2011(07):191-192.
[2]刘霞,张延泽.变频器在风机节能中的应用[J].机电信息,2011(27):76-77.
[3]游中国.变频器在风机调速系统中的应用[J].科技创新导报,2013(14):49+51.
论文作者:付世军
论文发表刊物:《基层建设》2016年第34期
论文发表时间:2017/3/20
标签：风机论文; 风量论文; 变频器论文; 技术论文; 变频调速论文; 通风机论文; 风门论文; 《基层建设》2016年第34期论文;