采用網(wǎng)路風阻的方法雖然可以調(diào)節(jié)風量，但在滿足風量的同時，礦井的負壓會成倍增加，主扇風機的大部分功率被消耗在垂直閘門上，造成大量能量的損失；改變風葉的安裝角度同樣可以達到調(diào)節(jié)風量的效果，且礦井的負壓也能滿足要求，但電機的出力總不能達到滿負荷的狀態(tài)，因此負荷率低，功率因數(shù)低，且操作費時費力。我們知道，風機輸出的風量與電動機的轉速成正比，所以，通過改變風機的轉速來調(diào)節(jié)電動機的軸功率使之與實際負荷相匹配，不但能滿足風量要求，也能使礦井負壓降低到一定程度，同時風機的運轉效率也得到了大大提高，從而節(jié)約了電能，這就是主扇風機的變頻調(diào)速。
風機采用變頻調(diào)速后的節(jié)電效果計算甘肅華亭煤電股份公司東峽煤礦2004年改造后的主扇風機在工頻和變頻兩種風量控制方式下的參數(shù)對比見。其他優(yōu)越性煤礦主扇風機采用變頻調(diào)速的好處不僅是節(jié)電，除此之外，它還能實現(xiàn)電機的軟啟動、輸出功率與負載之間的匹配、風機的閉環(huán)運行及反風操作簡便等，而且風機噪聲大大降低，故有著長遠的經(jīng)濟與社會效益。提升絞車采用變頻調(diào)速提升絞車是煤礦提升和下放物料、運送人員的重要大型設備，由于該設備啟停頻繁，負荷變化大，運行速度要求非常嚴格，所以從技術上對絞車的電氣控制有很高的要求。然而這種調(diào)速方法也有缺陷，就是調(diào)速過程中產(chǎn)生大量的轉差功率，并消耗在轉子回路，使轉子發(fā)熱，因此，調(diào)速經(jīng)濟性較差、啟動電流較大，啟動力矩較小、加減速階段的加速度較大，產(chǎn)生機械沖擊，機械特性較差、控制電路復雜，排除故障麻煩、調(diào)速范圍小，控制精度低、安全可靠性差等。
隨著控制技術、電力電子技術、微電子技術和計算機技術的飛速發(fā)展，一種全數(shù)字、環(huán)保型、智能化的絞車調(diào)速控制系統(tǒng)，高壓變頻控制系統(tǒng)應運而生。節(jié)能分析老式的絞車是采用繞線電機轉子回路附加電阻實現(xiàn)調(diào)速的，在調(diào)速的過程中，就會把一部分能量消耗在轉子回路串接的電阻上。而采用變頻器后，絞車的速度是由頻率f的變化來實現(xiàn)的，需要多大的速度，就給定相應的頻率，沒有附加電阻環(huán)節(jié)，因此就沒有別的能量消耗。也就是說，絞車采用變頻調(diào)速后，就把消耗在電阻上的這部分電能節(jié)省了下來。
下面以斜井絞車轉子串八段電阻的原TKD控制系統(tǒng)為例加以分析。1）啟動及加速階段絞車啟動初期，電機完全串入8段電阻開始緩慢啟動，之后隨著速度的加快，轉子回路自動切除13級預備級電阻，絞車速度繼續(xù)加快，直至完全切除所有電阻，并在最大速度下運行。這個階段是由電流和時間參與速度控制的，速度的調(diào)節(jié)是以消耗電能為代價實現(xiàn)的。采用變頻調(diào)速則不然，其速度的給定是由頻率來決定的，沒有附加的東西參與控制。所以這部分電能就完全可以節(jié)省下來。（2）減速停車階段和加速過程相反，當接近減速點時，全速運行的絞車自動串入3段電阻，絞車低于最大速度運行，接近停車位置時由司機控制逐級串入所有電阻直至停車。（3）人車運行期間按道理，人車在正力提升和動力制動方式下放過程中，轉子回路的附加電阻是完全可以切除的，絞車可以在設計速度下運行，只要其速度不超過5煤礦安全規(guī)程6所規(guī)定的5m/s就行。但實際上，為了確保人車運行安全，大多數(shù)礦井對絞車速度是嚴格限制的，如2m/s或3m/s等，所以絞車的速度是低于設計速度運行的，這樣在人車運行的全時段，轉子回路所串的電阻不能全部切除，尚有34段電阻仍在消耗電能。所以在人車運行期間，用時最長，耗能最大。（4）提升特殊物料期間煤礦有好多超長、超寬的不便拆卸的設備，為安全起見，這些設備在下放和提升階段需要以較慢的速度（一般規(guī)定為12m/s）運行，只要絞車不全速運行，就必須串入電阻，自然就會有電能消耗。（5）正力下放階段傳統(tǒng)的絞車在正力下放位能負載（物料、人車等）的過程中，只要在提升機全速運行且速度大于繞線電機的額定轉速時，才實現(xiàn)能量反饋，并使絞車穩(wěn)定運行于某一速度。而采用變頻調(diào)速的絞車則不然，因為其同步轉速是隨時變化著的，在位能負載的拖動下，其下放速度隨時會超過其同步轉速而實現(xiàn)能量反饋。
綜上所述，采用變頻調(diào)速的絞車與原系統(tǒng)相比，至少有1/41/3的區(qū)段是節(jié)能運行的，節(jié)能效果相當可觀。
：余翰林
：18857411608
：寧波中基斯頓液壓機械有限公司
