煤矿扇风机高压变频电机的应用

    煤矿因生产的特殊性，矿井通风系统关系到矿山的安全生产，所以通风系统在煤炭生产中具有举足轻重的地位。其中主扇风机在煤矿生产中有着最重要的地位，随着开采和掘进的不断延伸，巷道延长，尽管风量基本不变，但风压要求却不断增加，风机需用功率也随之增加。根据反风及开采后期运行状况来确定的主扇风机及拖动电动机的功率通常远大于煤矿长期开采所需的正常运行功率。所以现代煤矿主扇风机采用500KW/6KV电动机传动，变频电机采用直接启动的方式。

目前采用高压电动机直接启动，存在以下几个问题：

    ●电能的严重浪费。煤矿的服务年限大多在60年以上，投产初期到井田稳定开采一般在10年左右，这就意味着有这10年的时间里，主扇风机一直处在较轻负载下运行。由于工频运行的电动机转速不可调节，只能通过改变风机叶片的角度进行风量调节，因此造成能源浪费，增加了生产成本。
    ●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。
    ●自动化程度低。主扇风机依靠人工调节风机叶片调节风量和风压，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。

    为了矿井的安全生产和降低生产成本，提升该煤矿的自动化水平，对主扇风机进行变频调速改造具有非常重要的意义。

    风机设备工频运行时，为保证生产工艺要求的压力及流量值，一般通过改变风门挡板的开度满足要求，相应的风道风阻曲线也会发生变化；故工频运行挡板调节方式是一种保持风机特性曲线及效率范围不变，改变风道风阻曲线来满足实际工艺需求的方式，由于风道风阻曲线的变化就有可能会出现风机运行在低效率区的情况。

    主扇风机变频改造后，其各转速点的压力和流量曲线相对工频时的曲线是平行往下移动的，相应的各速度点的风机高效运行区也是跟着各转速点的压力和流量曲线移动的；变频改造后，在保持风道风阻曲线不变的情况下，通过调节风机转速达到满足工艺要求压力和流量的目的；故变频运行调节方式是一种保持风道风阻曲线不变，改变压力和流量曲线来满足实际工艺需求的方式，由于风机效率曲线是跟着各转速点的压力和流量曲线移动变化的，故变频改造后能保证风机一直运行在高效率区。