通风是隧道施工中不可缺少的一部分，在隧道施工过程中会产生各种有害气体如CO、CH、粉尘等，所以必须源源不断地将外界空气输送到隧道内部的各个工作面，保证人员正常呼吸，稀释并排除有害气体和灰尘，保证隧道中的空气质量我国传统的隧道施工通风中，通风机的调节有很多种，如通风机节流调节、动叶调节、电动机的变级调节等，都很难实现对工作环境进行实时控制，能量也不能得到充分的利用。现提出采用变频调速和模糊控制技术来控制交流异步电动机的输入频率，进而控制风机转速的方案。
风机变频调速,变转速调节根据空气动力学理论，要改变风机性能最合理的方法是改变风机转速，因为当通风机在管网阻力与流量平方成正比例的管网中工作时，虽然转速降低，但是通风机的效率仍保持不变，而通风机的功率则由于流量与压力的降低而显著下降。
通风机变转速调节，其流量Q与转速n成正比，全压H与转速n的平方成正比，功率P与转速n的三次方成正比。随着转速的降低，通风机的喘振点向小流量方向偏移。通风机变转速调节，不仅性能调节范围宽，而且转速改变时，并不产生其它调节方法所带来的附加损失，当然变转速后的工况不一定处于最佳效率点，效率略有降低。所以，通风机变转速调节的功率节省大，经济性好。
电机变频调速原理交流异步电动机的转速方程为式中，n为电动机的同步转速；S为电动机的转差率S=（n为电动机的定子频率；P为电动机的定子绕组磁极对数。由此式可知有3种方法可实现调速：（1）通过改变P，此为变级调速，不能连续平滑调速；（2）改变S，应用受到限制，有局限性、价格高；（3）改变f，即变频调速，能实现无级平滑调速，是较理想的调速方式。
此交流调速系统中，所选变频装置为普通功能U/F控制通用变频器。通用变频器是近年来发展并逐步被推广普及的交流电动机新型变频调速装置，它具有调速范围宽、调速精度高、响应速度快、保护功能完善、操作方便等一系列优点。
通风系统的模糊控制隧道施工通风系统是一种非线性、多耦合、多干扰系统，受多种环境因素的制约，难以建立精确的数学模型，应用传统控制理论难取得好的控制效果。而模糊控制技术是一种智能控制系统，它不需要建立控制系统的精确模型，因此，本系统采用模糊控制技术来实现通风系统的控制调节。
模糊控制系统性能的优劣主要取决于模糊控制器的结构、模糊控制规则、合成推理方法以及模糊决策的方法等因素，其中模糊控制器是模糊控制的核心。设计模糊控制器包括5个方面。
输入、输出变量隧道施工中有害气体对隧道中作业人员的生命安全危害极大，CO和瓦斯的浓度是两个很重要的指标，按施工规范，人员进入开挖面时，CO浓度允许达到100mg/m3.但人员进入开挖面后30min内，浓；瓦斯浓度中CH应控制在1.0%以下。设计一个二输入单输出的模糊控制器，选择CO浓度和粉尘浓度作为模糊控制系统的两个输入变量，输出变量为控制量U1（控制变频器的输入电压）。
糊控制规则模糊控制系统的模糊控制规则，选用Mamdain控制规则。根据实际操作中总结的经验，得出相应的控制策略，本文中隧道施工通风FLC系统的控制规则共有,模糊控制器的控制表根据上述的模糊控制规则各条件语句，以及输入输出变量的隶属度曲线，求得模糊关系R，再由R可求得控制量U.
如果经采样得到的实际输入量是CO的浓度和瓦斯的浓度，以第一条语句为例，则控制量为U1=瓦斯离散值瓦斯离散值同样可根据其他各条语句分别求出控制量U采用最大隶属度方法，对推理结果进行去模糊化处理，制成模糊控制器的控制表，保存在数据库中，当进行实时控制时，调用查询所需的控制策略。
模糊控制器控制效果仿真,输出变频器的控制电压值从仿真结果来看，模糊控制系统能够准确的获取输入信号CO的浓度值和瓦斯含量信息，并石家庄铁道学院学报综合反映两被控变量，有效地对风机的转速进行实时控制。模糊控制器的输出结果与传统的控制方法相比，具有一定的优势，能根据隧道内CO和瓦斯的浓度实时调节通风量，避免了不必要的能量损失，节能效果显著。
在隧道施工通风中，应用此系统可以提高通风性能和自动化水平，可达到实时控制，与传统通风控制方法相比，节能效果十分显著，有着很好的应用前景。在实际的应用中，本文提出的模糊控制器的输入值，以及系统结构中提到的所需最低风速，应根据具体的环境要求来确定。
本文关键字：通风机 变频器基础，变频技术 - 变频器基础
