贾 腾， 王海桥， 陈世强，2，3， 赵 杰， 章晓伟， 李雪文

(1.湖南科技大学 能源与安全工程学院，湖南 湘潭 411201;2.中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，北京 100083;3.湖南科技大学 湖南省矿山通风与除尘装备工程技术研究中心，湖南 湘潭 411201)

0 引言

由于主通风机比例定律简单、方便，常用来确定所需转速、估算矿井主通风机变频节能效果[1－2]。但估算的节能效果经常远超实际节能收益，为此，相继提出了T法测速、EKF、BP神经网络辨识转速、自适应神经网络速度辨识和基于电机理论的转速计算公式[3－7]。曹玉泉等证实变频调速异步电动机频率改变时转差率存在变化，否定了“转差率不变”的论点[8]。可见，传统的交流调速理论和公式，与实际存在较大误差。此外，由于矿井生产的接续，巷道延伸，必然导致矿井通风系统阻力变化和需风量的变化[9]。这就要求矿用主通风机的变频调节必须准确合理。因此，文中通过实验实测变频主通风机电机不同频率下的转速，探讨风机变频时电机转速比与交流电频率比两者间的关系。

1 基本方程

1.1 比例定律

在不同转速下，风机相似工况点性能参数的变化规律用比例定律来确定[10]。当风机电机转速由n1变为n2时，若输送的介质不变，则可用相似律求出不同转速下新的对应参数。此时，相似律被简化为:

式中:H——扬程，m;

P——功率，kW;

Q——体积流量，m3/s;

n——异步电机转速，r/min。

结合三个关系式(1)～(3)及异步电动机经典转速公式，理论上风机定律可表达为从式(4)可以看出，风机电机变频运行时，只要知道频率和任意频率下的转速、风量、风压或功率，就能计算相应的风机性能参数。……