1  引言
    通風
、排水、壓氣、提升是地下礦山著名的4大da件jian，也ye是shi礦kuang山shan設she備bei中zhong的de耗hao能neng大da戶hu。目mu前qian，礦kuang山shan企qi業ye所suo使shi用yong的de水shui泵beng及ji風feng機ji均jun為wei交jiao流liu拖tuo動dong，且qie大da多duo都dou采cai用yong通tong過guo改gai變bian出chu口kou閥fa門men的de開kai啟qi度du來lai調tiao節jie流liu量liang和he風feng量liang

，能neng量liang損sun失shi很hen大da。為wei了le節jie約yue電dian能neng
，可ke采cai用yong變bian頻pin調tiao速su裝zhuang置zhi，通tong過guo調tiao節jie電dian動dong機ji轉zhuan速su來lai控kong製zhi流liu量liang和he風feng量liang。

2  水泵、風機變速運行與節能的關係
    現以離心水泵為例，說明變速運行與節能的關係。
    lixinshuibengzaikuangshanyingyongjiaoweiguangfan，qishuchutexingjijuedingyushuibengdezhonglei
，yesuigongshuiguanwangdezulitexingquxianbutongeryi。yibanshuolai

，dangyitaishuibengzaiyidingzhuansuxiashusongyidingliuliangshi，biranhuiyoutongciliuliangxiangduiyingdeyangcheng
、功gong率lv和he效xiao率lv。當dang調tiao節jie水shui泵beng出chu口kou處chu調tiao節jie閥fa的de開kai啟qi度du時shi，這zhe些xie數shu值zhi亦yi相xiang應ying地di改gai變bian

，離li心xin水shui泵beng的de性xing能neng曲qu線xian就jiu是shi表biao示shi在zai一yi定ding的de轉zhuan速su下xia
，不bu同tong的de流liu量liang與yu其qi相xiang對dui應ying的de揚yang程cheng、功率
、效率之間的相互關係，如圖 1所示。圖1中，曲線①為流量-揚程曲線;曲線②為流量-功率曲線;曲線③為流量效率曲線。
離心泵的特性曲線公式如下:

     (1)
式中: P―泵的軸功率(kw)     
     H―揚程高度(m) 
     Q―泵的流量(m3)
     γ―液體的比重(kg/m3)
     η―泵的效率     

圖1 離心泵的特性曲線

    由圖1可見
，對水泵而言
，隻有在原設計的工況點A處工作時，效率才為最高點。偏離這個工況點，效率有所下降。因此，水泵隻有在高效區域(B-C之間)運行時，耗能才會降低。
    根據以上分析


，按照排水係統的實際流量Q2和揚程H2及與之相適應的使用效率η0，可計算出泵所需要的比較合理的軸功率P0:
    
      (2)
這樣

，整個排水係統節能潛力為:
W=(P-P0)t  (3)
式中: P―整個係統泵消耗的總軸功率(kw)
     t―水泵年運行時間(小時/年)
由流體力學及閘閥不同開啟度所測得的數據，可求得管網裝置特性為:
H2=KQ+Hj  (4)
式中: Hj―水泵進、出口水位的高差(m)
     H2―水泵揚程高度(m)
     Q―流過管網的流量(m3/s)
     K―管路阻力係數
管網的特性曲線如圖2所示。其中曲線①為泵在全速(100%ηe)運行時的Q-H曲線;曲線②為管網係統閥門全開啟時的阻力特性曲線;曲線③為靜壓高度;曲線④為關小閥門後的阻力特性曲線;曲線⑤為降低速度後(80%ηe)泵的Q-H曲線。 

圖2 管網性曲線

    由圖2可見，觀望特性曲線與泵的特性曲線的交點即為泵的正常使用工況點。二者怎樣匹配才能有效地節約電能呢？下麵以圖3為例說明這個問題。
    圖3中，水泵運行工況點D是泵的特性曲線ηe與管路阻力曲線R1的焦點。用閥門控製時，減少流量需要關小閥門，使閥門的摩擦阻力變大
，阻力曲線從R1移到R1'
，揚程則從H0升到H1，流量從QN減少到Q1
，運行工況點從D點移到A點。

圖3 水泵調速時的特性

用調速控製時

，阻力曲線R1不變
，泵的特性取決於轉速。如果把轉速從ne降到n1，特性曲線也從ne移至n1，這時，運行工況點從D點移到C點，揚程從H0下降到 H3
，流量從QN減少到Q1。
根據公式(1)以求得:  
A點泵的軸功率   
C點泵的軸功率    
兩者之差為:
    (5)
    由此可見
，用閥門控製流量時
，比用速度控製多浪費的功率為ΔP，並且隨著閥門不斷地關小，ΔP也不斷地增加。
    用轉速控製時，由流體力學原理知道，流量Q同轉速的一次方成正比，而軸功率P同轉速的三次方成正比。因此
，采用調速控製方式控製流量
，在節能方麵的效果是十分明顯的。
以上的分析過程和結論，對風機也是適用的。

3  風機、水泵變頻調速係統
    對風機進行技術改造時，為避免工程質量和一次性投資過大
，可采用如圖4所示的方案。
其特點如下:
(1) 采用速度開關控製方式，能夠滿足礦山對風機
、水泵轉速精度的要求。
(2)保bao留liu原yuan供gong電dian線xian路lu，旁pang路lu並bing入ru變bian頻pin器qi。正zheng常chang情qing況kuang下xia投tou入ru變bian頻pin器qi運yun行xing
，人ren工gong控kong製zhi其qi輸shu出chu頻pin率lv，達da到dao變bian頻pin調tiao速su的de目mu的de。若ruo變bian頻pin器qi發fa生sheng故gu障zhang，可ke通tong過guo原yuan供gong電dian線xian路lu(ZK3
、C2
、ZK4)繼續給設備供電，使設備不間斷運行。
    由於變頻器的工作原理已被大家熟悉，在此不在獒述。實際應用中
，可選用日本SANKEN公司生產的MF係列變頻裝置，該產品為16位微機控製的SPWM調製型GTR變頻調速係統
，采用先進的電壓矢量控製方式，可實現超精細
、高精度的全數字式變頻控製。同時，由於該裝置保護功能齊全

，保證了係統可靠運行。

圖４　係統主電路圖

4  結束語
    bianpintiaosuxitongzaikuangshanjienengzhongjuyouguangkuodefazhanqianjing，jinguanjishugaizaoshiyicixingtouzikenengpiangao
，dancongchangyuanguandiankan，tasuochanshengdexiaoyihechuangzaodejiazhishijudade，zhidedalituiguangyingyong。